Геологическая история Кавказа

 

                                                   

      

                                                      Введение

Кавка́з — обширная горная страна на , расположенная к югу от Bосточно-Eвропейской равнины, на границе Европы и Азии. Ограничен Чёрным и Азовским морями с запада, Каспийским морем с востока. Cеверная границой Kавказа служит Кумо-Мачинская впадина,а  Южная граница Кавказа проходит по бывшей государственной границе СССР (ныне южные границы Грузии, Армении и Азербайджана) c Турцией и Ираном. Площадь — около 440 тыс. км².(см.Рис.1)  (Мильков,Гвоздецкий.Физическая география СССР.Москва.1986)

Площадь Кавказа около 440 тыс. кв.км. На этой территории расположены  Россия,Грузия,Азербайджан и Армения.  Турция не без основания считает  свои восточные регионы также относящимися к кавказскому региону.Кавказ-горная страна,горные системы определяют его географическую специфику,обусловаливают исключительное разноообразие природных особенностей.С горным рельефом связана высотная зональность ландшафтов Кавказа. Южная часть Кавказа-Заказвказье относят субтропиков.Проявляются черты влажных и сухиз субтропиков.

Кавказ расположен в пределах Альпийско-Гималайского подвижного пояса с активными  новейшими тектоническими движениями и характеризуется разнообразием  горного рельефа. (Мильков,Гвоздецкий.Физическая география СССР.Москва.1986)

 

Физическая  карта

По геолого-геоморфологическому  строению на территории Кавказа c севера на юг выделяются четыре главные орографические зоны, совпадающие c основными структурными элементами Kавказа:

Предкавказская  равнина,

горная система  Большого Кавказа (Большой Кавказский хребет и Северный Кавказ),

Закавказская  депрессия, в которую входят:

Колхидская  низменность,

Кура-Араксинская  низменность,

Закавказское  нагорье, которое состоит из двух различных геолого-геоморфологических и физико-географических регионов:

горной системы Mалого Кавказа

(Физико-Географический  Атлас Мира)

 

Рис.1 Физическая карта Кавказа

 

Предкавказская  равнинa тянется от Aзовского до Каспийского  моря в виде широкой (200—300 км) полосы протяжённостью 700—800 км.

 

По характеру рельефа  подразделяется на три элемента: Азово-Кубанскую (Кубано-Приазовскую) низменность, Cтавропольскую  возвышенность — плато, достигающее на юге высоты 500—700 м (высшая точка — гора Стрижамент, 831 м), и Терско-Кумскую низменность (юго-западный край Прикаспийской низменности), большая часть которой расположена ниже 100 м, a восточная треть — даже ниже уровня океана на отметках до −28 м (уровень Каспия).Южнее Ставропольской возвышенности (на юго-востоке) находится Минераловодская (Пятигорская) группа островных гор— лакколитов (г. Бештау — 1401 м). На юге Предкавказья в междуречье Терека и Сунжи лежат два низкогорных хребта — Терский и Сунженский, разделённые Алханчуртской долиной. С юга к ним примыкают наклонные равнины (Кабардинская, Осетинская, Чеченская), полого опускающиеся от подножия Большого Кавказа к северу и северо-востоку.(ru.wikipedia.org)

INCLUDEPICTURE  "http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c7/Mount_Elbrus_May_2008.jpg/220px-Mount_Elbrus_May_2008.jpg" \d

 

Горная система Большого Кавказа делится (по длине) на Западный, постепенно повышающийся от Таманского полуострова до Эльбруса (высшая точка Кавказа, 5642 м), высокогорный Центральный (между Эльбрусом и Казбеком) и Восточный, понижающийся от Казбека до Апшеронского полуострова. В центральной части горная система сильно сжата, а на западе и востоке— расширена.Северный склон её длинный и пологий, а южный— короткий и крутой. Oсевой зоне Большого Kавказа соответствуют наиболее высокие хребты— Главный, или Bодораздельный, и Боковой c вершинами более 4-5 тыс. м. Главный Кавказский хребет разделяет Северный Кавказ и Закавказье. Вершины Кавказа: Мижирги (5025 м), Казбек (5033 м), Джанги-тау (5058 м), Шхара (5068 м), Пик Пушкина (5100 м), Коштан-тау (5152 м)— вздымаются выше высочайшей точки Альп— Монблана (4807 м).Ближайшие к Кавказу «пятитысячники», высочайшая точка всей Малой Азии (Арарат, 5165 м; по сути, Закавказского нагорья) и горной системы Эльбурс (вулкан Демавенд, 5604 м) — уступают кавказским вершинам Дыхтау (5204 м) и Эльбрус (5642 м). Два из «пятитысячников» Большого Кавказа, Казбек и Шхара, находятся на границе с Грузии. Все остальные— в Кабардино-Балкарии (включая Шхару).

Южнее Большого Кавказа расположена  Закавказская депрессия, представленная заболоченной Колхидской низменностью на западе и засушливыми Кура-Араксинской низменностью и Алазанской равниной на востоке. Низменности разделены субмеридиональным Лихским хребтом, соединяющим Большой и Малый Кавказ.

К югу от закавказских низменностей расположено Закавказское нагорье, включающее Малый Кавказ и Армянское нагорье. Малый Кавказ образует 600-километровую дугу из ряда средневысотных складчатых хребтов высотой 2000—2500 м, разделённых межгорными котловинами. Высшая точка— гора Гямыш (3724 м)

Эти хребты обрамляют  с севера и северо-востока Армянское  нагорье, которое состоит из вулканических  плато, расчленённых глубоко врезанными каньонами, и равнин на высоте 1500—2000м  с поднимающимися над ними вулканическими хребтами, разделёнными межгорными впадинами на высоте 700—1200 м. Высшая точка— гора Арагац (4090 м).На крайнем юго-востоке Закавказья находятся Талышские горы, служащие продолжением системы Малого Кавказа, и отделяющая их от Каспийского моря Ленкоранская низменность. Малый Кавказ и Талышские горы служат соединительным звеном между Понтийскими горами на севере Малой Азии и хребтом Эльбурс (окраинная горная цепь на севере Иранского нагорья). Талышские горы состоят из трёх продольных средневысотных хребтов высотой до 2494 м (гора Кюмюркёй), постепенно понижающихся к узкой приморской полосе Ленкоранской низменности, лежащей, как и всё каспийское побережье, на 28 м ниже уровня мирового океана.

Поднятие гор (до 1,5 см в  год) и опускание низменностей (2—6мм в год) обуславливают повышенную сейсмичность Кавказа (до 10 баллов), особенно в северо-западной части Армянского нагорья. (Последнее катастрофическое землетрясение произошло там в 1988 году). В горах активны сходы ледников, лавин, селей, а также оползни и камнепады. На равнинах характерны процессы эрозии, суффозии и заболачивания. Много карстовых пещер, особенно на Большом Кавказе (Новоафонская пещера, Воронцовская система пещер, Снежная пропасть (одна из самых глубоких в мире, 1370 м), карстовое плато Лагонаки).

В тектоническом развитии Кавказа выделяют 3 этапа: догерцинский, герцинский и альпийский.Физическая география России. Часть 2. Азиатская часть, Кавказ и Урал; Мильков,Гвоздецкий.Физическая география СССР.Москва.1986; ru.wikipedia.org

Геологическая история Кавказа началась в рифее, когда на Кавказе господствовал геосинклинальный режим. В докембрии HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/Палеогеография_Кавказа" \l "cite_note-1" территория подвергалась складкообразованию, которое ещё раз повторилось в каледонскую складчатость, во время которой происходили многочисленные интрузии, способствовавшие оруднению Большого Кавказа. В эпоху герцинской складчатости Предкавказье и Большой Кавказ были дифференцированы на систему субширотных геосинклинальных прогибов, которые в карбоне испытали мощные поднятия, и рельеф приобрёл горный облик. К нижней перми эта горная страна пенепленизировалась, а в триасе была разбита разломами на множество узких грабенов, в которых накапливались осадочные и вулканогенные породы. Геосинклинальный режим существовал лишь в пределах южного склона Большого Кавказа.

Кавказ относится к  складчатым сооружениям Средиземноморского пояса, который заложился еще в рифее. Окраинные части этого пояса претерпели складкообразовательные движения в палеозое, превратившись в эпигерцинские плиты. К числу их относится Скифская плита, лежащая в основе Предкавказья. Середина пояса закрылась в конце плиоцена и относится к альпийской складчатости. В рассматриваемом регионе она представлена мегантиклинорием Большого Кавказа и отделена от плиты Терско-Каспийским и Кубанским краевыми прогибами.

В догерцинский этап (рифей — нижний палеозой) на Кавказе господствовал геосинклинальный режим. В докембрии территория подвергалась складкообразованию, которое еще раз повторилось в каледонскую складчатость. С последней связаны многочисленные интрузии, способствовавшие оруденению Большого Кавказа. Неплохо изучена батолитовая интрузия гранитов Б.Кавказа.В эпоху герцинской складчатости (карбон-пермь) Предкавказье и Б.Кавказ были дифференцированы на систему субширотных геосинклинальных прогибов. В карбоне геосинклинали Предкавказья и Б.Кавказа испытали мощные поднятия и рельеф приобрел горный облик. Эта горная страна уже к нижней перми была разрушена до состояния пенеплена. В триасе (Mz) эти поверхности были разбиты разломами на множество узких грабенов, в которых накапливались осадочные и вулканогенные осадки. Геосинклинальный режим существовал лишь в пределах Южного склона Б.Кавказа.Альпийский этап формирования Кавказа начинается с юрского периода. В нем различают 3 стадии. В раннюю стадию (юра) территория подвергалась значительному опусканию и морской трансгрессии по осям двух синклинальных зон. Одна протягивалась вдоль южного склона Б.Кавказа, переходя на северный в Дагестане.Вторая — Малокавказская протягивалась почти параллельно первой. В обеих геосинклиналях шло интенсивное накопление осадков. Мощность нижнеюрских отложений достигает максимума (до 10 км) в Дагестане и Азербайджане. В Закавказье к этому времени приурочен интенсивный вулканизм. В конце юры произошло поднятие территории и регрессия морей. Морской режим сменился лагунным. Средняя стадия (мел — начало Pg) характеризуется нисходящими движениями земной коры, распространением трансгрессий. В верхнем мелу, в фазу максимальной трансгрессии, море затопило всю территорию Кавказа, включая Главный хребет. В конце мела тектонические движения привели к поднятию осевой зоны. В Закавказском нагорье с мезозойскими тектоническими движениями были связаны подводные вулканические извержения и образование эффузивов и туфогенных осадков. Верхнемеловая трансгрессия была последней, охватившей почти весь Кавказ .Позднеальпийская стадия (Палеоген-четвертичный период) делится на 2 этапа. В течение первого Кавказ превратился в обширный остров, слабо подверженный эрозионным процессам. На месте геосинклинали Б.Кавказа формировалась единая обширная геоантиклиналь — область погружения превращалась в область поднятия. Малокавказская геосинклиналь и Закавказье превращались в зоны погружений — геосинклинали и быстро заполнялись грубообломочным материалом. Так, толщи конгломератов в предгорьях Северного Кавказа имеют мощность до 2 тыс.м, в результате чего море было вытеснено из передовых прогибов и произошло соединение Б.Кавказа с Русской равниной (четвертичное время).

В Закавказском нагорье и  на Талыше в Pg происходили подводные  излияния лавы.

 

 

В Pg и неогене, когда Кавказ был островом, он был  покрыт вечнозеленой тропической растительностью (полтавская флора). Однако начиная  с олигоцена сюда проникают элементы тургайской флоры, которые, смешиваясь с полтавской, дали начало средиземноморско-тургайской флоре — древней, реликтовой, преимущественно лесной растительности. В сарматский век (неоген) обособились колхидский и гирканский (талышский) флористические центры. Для этой флоры были характерны: магнолии, камфорный лавр (элементы полтавской флоры), а также ива, груша, граб, орех, ильм, клен (тургайская флора). Из хвойных росли секвойя и сосна. Позднее флора Кавказа приобретала все более бореальный облик, северные формы вытесняли тропические и субтропические вечнозеленые растения, что, наконец, привело к господству листопадных лесов.

К концу N рельеф Кавказа  подвергался сильным эрозионным процессам. В результате получили широкое  распространение формы зрелого  рельефа — поверхности выравнивания, обширные долины с ровными днищами, куэстовые формы. Рельеф осевой зоны Кавказа имел высоты до 3-х тыс.м.

В четвертичном периоде произошло  резкое омоложение рельефа Б.Кавказа  и Закавказского нагорья. Древние  поверхности выравнивания оказались приподнятыми и расчлененными глубокими ущельями. Амплитуда четвертичных поднятия в осевой зоне составила 1,5-2,5 тыс.м, по периферии намного меньше.

Поднятие Закавказского  нагорья приурочено к 2 зонам по краевым  горным хребтам Малого Кавказа и массивам Джавахетско-Армянского нагорья (Арагац, Гегамский хребет, часть Зангезурского хребта). В Джавахетско-Армянском нагорье широко проявился четвертичный вулканизм. В это же время в Б.Кавказе регионами вулканизма были Эльбрус, Казбек.

 

Тектонические движения и общее похолодание климата в северном полушарии привело к развитию горного оледенения. Прослеживаются 2 ледниковые эпохи, соответствующие периодам московского и валдайского оледенений.

В современную  эпоху тектоническое развитие Кавказа продолжается. Район осевой части Б.Кавказа, хр. Малого Кавказа, Джавахетско-Армянского нагорья продолжают подниматься со скоростью 1-2 см/год. Колхидская и Куринская низменности погружаются со скоростью до 0,6 см/год. Этим объясняется сейсмичность Кавказа. Это зона 6-7 балльных землетрясений. Восточная часть южного склона и Закавказское нагорье — зона проявления восьмибалльных землетрясений.

Отложения, слагающие  Кавказ, можно разделить на три  комплекса, соответствующие определенным этапам развития региона. Древнейшие докембрийские отложения, представленные гнейсами и разнообразными кристаллическими сланцами, встречаются в осевой части Главного хребта и в Северокавказском краевом массиве

Далее я рассмотрю  каждый этап геологической истории  Кавказской горной стараны более подробно.

Догерцинский  этап

Доверхнепалеозойская структура  Большого Кавказа представляет собой  микроплиты-террейны разделенные и  частично перекрытые зеленосланцевыми поясами, представляющими собой  в разной степени метаморфизованные  палеозойские остороводужные вулканогенно-осадочные комплексы, офиолиты и др. [Баранов, Пруцкий, 1995].

 

Есть основания  предполагать, что допалеозойская структура  равнинного Кавказа сходна со структурой Большого Кавказа. 
 
По палеомагнитным данным (фрагменты первичного основания) образовались (консолидировались) или испытали глубокий метаморфизм далеко друг от друга. По данным Шевлягина Е.В (1982, 1986) сопоставленным с палеогеодинамической схемой [(Зоненшайн и др 1987) часть материала сформировалась вблизи с южным Уралом и Казахстаном.  
 
Сохранившиеся фрагменты древнейшей сиалической протокоры на большом Кавказе – мигматиты зоны Главного Хребта. Начальный метаморфизм этих пород проходил в гранулитовой фации и носил региональный характер. Затем, вероятно, породы претерпели очаговый диафторез (повторный, обычно низкотемпературный метаморфизм) сопровождавшийся палингенезом (частичным плавлением). Стронциевое соотношение в мигматитах (0.7264-0.7313) свидетельствует о их неоднократном плавлении. Гранитоиды испытали частичную перекристаллизацию в байкальскую и герцинскую эпоху складчатости и метасоматическое ( т.е. с сильным изменением состава) "омоложение", что привело к завышению возрастных датировок. По изотопным датировкам возраст протоплиты составляет 2-2,5 млрд. лет. Региональный метаморфизм с выплавкой мигматитов происходил 600-606 млн лет. назад. В байкальское и герцинское время происходило метасоматическое преобразование мигматитов с ретроградным (т.е. повторным) метаморфизмом андалузит-силиманитового и амфиболитового типо 
 
Породы Макерского аллохтона, вероятно, сформировались в условиях позднепротерозойского внутриконтинентального рифта.

 

 Вопрос об  условиях образования толщ с  метабазитами не совсем ясен: возможно они сформировались  в условиях рифтогенной впадины  (джимидонская толща). Однако не ясно был ли это один бассейн или отложения разных бассейнов были позднее тектонически совмещены. По В.В. Иванову метавулканиты и первично терригенные отложения фемического комплекса Бульгенского параавтахтона близки к островодужным. 
 
Наиболее уверенно фрагменты раннегерцинской колчеданоносной островодужной системы картируются в покровах горст-синклинория Передового Хребта, Шахе-Лабинской зоны, горст-антиклинория Главного Хребта. Возможно магнитные породы Предкавказья близки к островодужным. Единственный достоверный реликт океанической коры догерцинской плиты картируется в горст-сиклинории Предового хребта. Здесь встречается классический офиолитовый комплекс: гипербазиты, габро, базиты,  островодужный комплекс (толериты, известково-щелочные базальты, иногда тахибазальты, туфы, турбидиты, карбонатно-терригенные породы).