Палеогеография

Единственным источником информации о событиях прошедших геологических эпох являются горные породы, слагающие земную кору. Они являются ее каменной летописью, в которой запечатлены все события, происходившие на нашей планете. Поэтому судить о геологической истории территории г. Новочеркасска и его окрестностей мы можем на основании изучения геологических разрезов и слагающих их горных пород.

Доступными для непосредственного наблюдения в нашем районе являются отложения неогенового и четвертичного возраста.

История накопления осадочных толщ, обнажающихся в районе г. Новочеркасска и его окрестностях, может быть представлена следующим образом [3].

На протяжении серравальского века (14,7–11,5 млн лет назад) территория г. Новочеркасска была опущена ниже уровня океана, и здесь плескалось сравнительно неглубокое эпиконтинентальное море. Об этом свидетельствуют самые древние отложения, ранее обнажавшиеся в пределах Новочеркасского холма по его южному и юго-восточному склонам (до антропогенного воздействия на его геологическую среду), относящиеся к конкскому горизонту (региоярусу) N₁kn. Мощность их составляет 5,9 м. Состав данных отложений (кварцевые пески с прослоями мергеля и глин; глауконит), а также палеонтологические остатки (Barnea sinzovi Ossip., Tapes vitalianus d^, Orb., Cardium praeplicatum Hilb и др.) указывают на сравнительно неглубоководные морские условия образования.

В сарматское время море не покидает данную территорию, о чем свидетельствует согласный контакт между конкским и сарматским горизонтами. Отложения сарматского горизонта представлены глинами темно-серыми до черных, иногда с зеленоватым оттенком, с прослоями песков темно-зеленых мелкозернистых глауконит-кварцевых с типично морской фауной (Ervilia praepodolica Andrus., Cardium sociale Krauss, Abra refleksa (Eichw.)).

Позднее, в тортонский век (11,5–7,1 млн лет назад), в яновское время (N₁ jan) море отступает на юг, а его место на территории Новочеркасска занимает обширная речная долина Палео-Дона. Об этом свидетельствуют широко распространенные здесь белые, местами желтовато-бурые разнозернистые пески с отчетливо выраженной косой слоистостью и с прослоями глин. В районе Новочеркасска они вскрыты многочисленными карьерами, а их разрез на северо-западной окраине х. Яново-Грушевский принят за стратотип данной свиты.

В основании пески содержат гравий и гальку более древних пород (от карбона до мела включительно). Это является ярким свидетельством того, что в начале яновского времени р. Палео-Дон была достаточно мощной, т. к. галька такого размера (до 20 мм в диаметре) может транспортироваться водным потоком, имеющим скорость течения не ниже 2,4 м/с [18].

Результаты исследований слоя галечников, вскрытого в основании толщи песков яновской свиты Грушевским карьером, показали, что среди галечников преобладают гальки серых и черных кремней (59,2 %), и в меньшей степени распространены песчаники (19,7 %) и гальки кварца (15,3 %) [6]. Следует отметить, что одна из галек мелкозернистого песчаника содержала отпечаток каменноугольного трилобита. Результаты исследований позволяют сделать вывод, что основным источником питания р. Палео-Дон являлись северные районы Ростовской области, Воронежская область и, вероятно, еще более северные территории. На это указывает обилие галек кремней, широко распространенных среди меловых отложений данных территорий. В тоже время, обломочный материал в долину Палео-Дона в обилии поступал и с Донецкого кряжа. Общая мощность песков яновской свиты в районе Новочеркасска достигает 16 – 18 м. Примерно до середины разреза они отчетливо косослоистые (рис. 8), участками содержат глиняные окатыши (рис. 9), что указывает на формирование данных отложений в водном потоке, реке.

Рис. 8. Косая слоистость в песках яновской свиты, возникшая при их накоплении в водном потоке р. Палео-Дон (карьер х. Татарского)

Рис. 9. Пески яновской свиты с глиняными окатышами, образовавшимися при размыве глинистого прослоя при изменении направления русла р. Палео-Дон (карьер х. Татарского)

Во второй половине разреза пески становятся более мелкозернистыми, параллельнослоистыми и в них появляются прослои глин (рис. 10). Это указывает на понижение базиса эрозии Палео-Дона, что, вероятнее всего, связано с общим тектоническим опусканием территории Предкавказья, Ростовской обл. и более северных районов. Это, в конечном счете, приводит к превращению русла Палео-Дона в дельту, временами заливаемую морем. На это указывает не только характер слоистости верхней части разреза горизонта песков, их структура, наличие глинистых прослоев, но и минеральный состав самих глин. По данным рентгенофазового анализа, глины состоят в основном из монтмориллонита и гидрослюд [6]. Данный состав указывает на формирование глинистых прослоев в щелочной обстановке, возникающей при кратковременных трансгрессиях (ингрессиях моря) в долину Палео-Дона.

Рис. 10. Глинистые прослои в верхней части разреза песков яновской свиты (карьер ст. Грушевской)

В конце яновского времени произошло полное осушение поймы Палео-Дона в районе Новочеркасска. Вероятно, это связано с миграцией его русла. На осушение долины Палео-Дона указывают также установленные признаки древнего (предпонтического) засоления верхней части разреза песков карбонатными новообразованиями (рис. 11), которые обнаруживаются практически во всех обследованных нами обнажениях. Кроме того представляют интерес глобулярные образования из песка, иногда очень причудливой формы (рис. 12), встречающиеся на въездных дорогах в карьеры, проложенных по пескам. В тоже время, непосредственно в уступах карьеров, вскрывающих пески, данные образования отсутствуют. Как оказалось, они представляют собой практически современные эпигенетические песчаные глобули на карбонатном цементе, возникающие при проникновении в песок высокоминерализованных поверхностных вод.

Рис. 11. Карбонатные конкреционные образования в верхней части разреза песков яновской свиты, возникшие в результате засоления отложений поймы р. Палео-Дон в предпонтическое время
(заброшенный карьер в районе х. Яново-Грушевский)

Глобулярные образования в изобилии были встречены в Яновском карьре на участке, где перекрывающие пески породы полностью эродированы (склон р. Грушевка). Вследствие этого на них непосредственно залегает почвенно-растительный слой и пески, таким образом, оказываются доступны для проникновения в них поверхностных вод.

Рис. 12. Глобулярные эпигенетические образования, состоящие из кварцевых зерен песков яновской свиты, сцементированных карбонатом кальция и образовавшиеся в местах просачивания в пески минерализованных поверхностных вод

В верхней части разреза стратотипа песчаной толщи найдены кости судака Lucioperka santi-demetri Bog. и сома Silurus glanis atavus Bog., диатомовые водоросли, куски окремневшей древесины (рис. 13) и зубы мастодонтов Mastodon borsoni Hays, M. cf. tapiroides Cuv.

Рис. 13. Фрагмент окаменевшего дерева из песков яновской свиты (восточная окраина ст. Грушевской, левый борт б. Дусинка)

Наметившееся тектоническое опускание рассматриваемой территории, в конечном счете, приводит к наступлению на нее моря, получившего название Понтического (по древнегреческому названию Черного моря, Понт – Эвксинский) (мессинский век, 7,1–5,3 млн лет назад, раннепонтическое время, (N₁ pn₁). Происходит объединение Черноморского и Каспийского бассейнов, Кавказ превращается в громадный остров, а вся территория перед ним становится дном неглубокого эпиконтинентального солоноватоводного моря.

О медленном вторжении моря на данную территорию (прежде всего, по долине Палео-Дона) указывает базальный конгломерат мощностью около 0,2 м, залегающий в основании толщи известняков (рис. 14). Петрографический состав гальки из данного конгломерата представлен органогенным известняком с примесью кварцевого песка, что указывает на интенсивное размывание сарматских известняков, обнажающихся по берегам глубокого вреза долины Палео-Дона, проникающими в реку водами Понтического моря.

Рис. 14. Поверхность скола по напластованию базального конгломерата, залегающего в основании известняков-ракушечников понтического яруса и образовавшегося в пляжевой зоне во время наступления (трансгрессии) на данную территорию Понтического моря.

При углублении моря оно последовательно заселялось моллюсками, преимущественно двустворчатыми и в меньшей степени брюхоногими (рис. 15). Фауна понтического бассейна характеризуется обилием различных форм. Среди них наиболее распространены такие формы моллюсков: Prosodakna l itoralis Eihw., Limnocardium odessae Bard., Congeria novorosika Sinz. и др., а также остракоды и др. ископаемые. В частности, в них найдены остатки рыб, черепах, птиц и редко млекопитающих.

Рис. 15. Известняк-ракушечник понтического яруса. Вид скола по поверхности напластования (на фото отчетливо видны отпечатки двустворчатых моллюсков и ядра карбонатного состава, оставшиеся после растворения раковин моллюсков)

Воды этого бассейна были слабосолоноватыми, типа Каспийских, а местами были сильно опреснены впадающими реками, на что указывает местами обильное распространение таких брюхоногих моллюсков, как Vivipara achatinoides Desh [1].

Климат в это время на данной территории был достаточно суровым, что находит свое отражение в находках в районе г. Одессы среди известняков экзотических остроугольных обломков кристаллических пород и железистых кварцитов, тождественных криворожским, т.е. обнаруженных на значительном удалении от береговой линии Понтического моря [1]. При одном из посещений карьера х. Татарского нами в известняках также был обнаружен остроугольный обломок Донбасского песчаника (рис. 16). Условия залегания данных экзотических включений в известняках и их местоположение не может быть объяснено иначе, чем при помощи плавающего льда [1], причем льдины, вероятно, выносились из рек, либо бассейн замерзал у берегов так же, как теперь Азовское море.

Рис. 16. Экзотический обломок донбасского песчаника в известняках-ракушечниках понтического яруса, вынесенный льдом в Понтическое море (карьер в районе х. Татарского)

Вполне возможно, что в понтическое время рассматриваемая территория подвергалась и сотрясениям в результате имевших место мощных землетрясений на Кавказе. Такого рода предположения нами сделаны на основании следов подводного оползания известняков ракушечников (рис. 17), обнаруженных в их разрезе в карьере х. Татарского. След оползания рыхлого осадка на дне морского бассейна, в котором он формировался, зафиксирован в 1,5 м от подошвы известняков и, без всякого сомнения, на значительном удалении от берегов понтического моря, в пределах, вероятно, очень выровненного (практически горизонтального) морского дна. Что заставило прийти в движение в этих условиях некоторый объём осадка? Ответ найти трудно. Поэтому остаётся более или менее правдоподобным ранее высказанное предположение.

Рис. 17. Следы подводного оползания известняков-ракушечников

В конце раннепонтического времени в результате восходящих тектонических движений море достаточно быстро покидает данную территорию, и она превращается в гигантскую плоскую равнину (бывшее морское дно). С этого момента на территорию Новочеркасска море уже больше не возвращается, и в дальнейшем, на протяжении более 5 млн лет (по настоящее время) она остается сушей.

С конца плиоцена (с верхнего понта [15]) и на протяжении всего эоплейстоцена [3] (до 0,8 млн лет назад) на территории г. Новочеркасска и прилегающих территориях формируются глины скифской свиты. Скифские глины имеют преимущественно красно-бурые тона, а в виде прослоев, линз и пятен встречаются серые, зеленоватые и желтоватые разности. Глины содержат твердые и мучнистые включения белых карбонатов, мелкие конкреции окислов марганца и конкреции гипса (рис. 18).

Отсутствие в них слоистости, покровное залегание, наличие гумуса, погребенных почв, пыльцы и спор растений – все это указывает на делювиально-аллювильное происхождение красноцветной части скифских глин. Пески и зеленовато-серые их разности представляют собой погребенные озерно-аллювиальные и аллювиальные отложения.

Рис. 18. Конкреции гипса, вымытые дождевыми и талыми водами из глин скифского яруса (южный склон Новочеркасского холма, район завода силикатного кирпича)

В четвертичное время климат становится холодным. Великое оледенение (Днепровское) дошло по древней долине Дона до Цимлянского водохранилища. Затем ледник отступил на север (170 тыс. лет назад). Началось потепление. С тающего ледника ветром и водой приносилась тончайшая желтоватая пыль – лесс.

В дальнейшем на протяжении всего неоплейстоцена, на фоне формирования современного рельефа на территории г. Новочеркасска, происходит образование покровных отложений, представленных лессовидными породами.

После короткой эпохи потепления наступило последнее, валдайское оледенение, начавшееся около 70 тыс. лет назад. К концу оледенения Дон уже выработал свою широкую долину. Возникли массивы лессовидных суглинков (верхушка Новочеркасского холма).

В четвертичный период стали накапливаться (особенно в настоящее время) так называемые техногенные отложения (t), образуемые отходами жизнедеятельности человека.

Дата добавления: 2015-04-24