Физико-геологафический очерк Самарской области

Геологическое развитие Восточно-Европейской платформы обусловило чередование суши и моря, которое вызвано погружениями и поднятиями кристаллического фундамента платформы, разбитого на глыбы и блоки.

История геологического развития территории Самарской области охватывает две крупнейшие эпохи, неразрывно связанные с историей развития всей Земли: раннедокембрийскую и рифейско-фанерозойскую [1].

В раннедокембрийскую эпоху сформировался кристаллический фундамент Восточно-Европейской платформы, состоящий из гранитогнейсовых полей. Они были усложнены складчатостью и зонами глубоких разломов с грабенообразными прогибами и приподнятыми блоками фундамента (основаниями будущих сводов) Волго-Уральской антеклизы на территории Самарской области.

Кристаллический фундамент чаще всего представлен мигматитами, которые образовались в результате внедрения кислой магмы в толщи различных парагнейсов. Встречаются также глубоко метаморфизованные изверженные породы кислого состава: гнейсо-граниты, гнейсо-гранодиориты. Геологический возраст данных пород предположительно определяется как архейский.

На отдельных участках выше архейских гнейсов встречаются сланцы, кварциты и метаморфизованные песчаники, относящиеся, вероятно, к протерозою.

В кристаллических породах может быть выделена кора выветривания до 33 метров мощности (свидетельство древнего континентального периода).

Породы докембрийского возраста вскрыты скважинами у Сызрани, на минимальной глубине 1400-1600 метров, а на юго-востоке они погружены на глубины до 3500 метров и глубже.

В рифейско-фанерозойскую эпоху территория испытывала смену продолжительных восходящих движений локальными погружениями. Начиная с рифея и в течение всего раннего палеозоя (каледонский этап) она находилась в континентальных условиях, представляя собой область денудации и размыва.

В основании сводного разреза осадочных образований располагается мощная терригенная, так называемая бавлинская толща (от 9 до 720 метров), заполняющая древние впадины кристаллического фундамента. Отложения этой толщи представлены песчаниками и аргиллитами.

На территории Самарской области распространены главным образом породы нижнебавлинской свиты (пп.Байтуган, Боровка, Серноводск), и вскрыты они только скважинами.

Средне- и позднепалеозойский (герцинский) этап развития ознаменовался сменой предшествующих продолжительных восходящих движений обширными погружениями, охватившими рассматриваемый регион. На этом этапе сформировался в общих чертах структурный план Волго-Уральской антеклизы. Оформились Токмовский, Жигулевско-Пугачевский и Южно-Татарский своды, Бузулукская, Мелекесская, Прикаспийская впадины, а также появился ряд осложняющих их положительных и отрицательных структур (валов, мульд и др.).

Начало трансгрессивной стадии герцинского этапа относится к среднему девону. Трансгрессия распространялась с юго-востока на северо-запад в течение трех фаз. В промежутках между трансгрессиями господствовали лагуны.

Мелководное море с карбонатными осадками наступало эпизодически. В это время на всей территории области отлагалась толща песчаников, алевролитов и глин с несколькими прослоями известняков, включающими морскую фауну. Известняки составляют менее 10% разреза. Режим прибрежной низины и лагун в Заволжье до 3-4 раз сменялся открытым мелким морем, трансгрессировавшим с юго-востока на северо-запад. В конце среднего девона установился открытый морской бассейн с глинисто-карбонатными осадками.

На юго-востоке Южно-Татарского свода в это время накапливались прибрежно-морские песчаники. Наступление моря, шедшее со стороны Урала, имело пульсационный характер и постепенно распространялось на запад до Токмовского свода. Дальнейшее развитие трансгрессии до конца девона сопровождалось формированием морской терригенно-карбонатной формации с сульфатно-карбонатными субформациями. Литологический состав представлен известняками, доломитами с подчиненными прослоями мергелей, аргиллитов, реже алевролитов и песчаников. Иногда наблюдается чередование битуминозных известняков и кремнисто-глинистых сланцев.

На дневную поверхность отложения девона не выходят, но они вскрыты карьерными разработками в Яблоновом овраге.

В каменноугольный период наиболее приподнятым участком оставался Токмовсий свод, а остальная часть региона являлась эпиконтинентальным морским бассейном. В бассейне обитала разнообразная фауна: фораминиферы, кораллы, брахиоподы, остракоды. Накапливались органогенно-обломочные, органогенные, мелкозернистые известняки, а в глубоководных частях – кремнисто-известковые и глинисто-битуминозные илы. Начало каменноугольного периода отмечается широким распространением обломочных биогенных известняков, которые свидетельствуют о значительной мелководности бассейна. На всей территории Самарской области образуются в основном известняки за счет сохранения нормального морского режима. Затем было осушение западных районов области и глубокий размыв восточных ее площадей со значительным расширением зоны мелководного бассейна к востоку. В это время проявилась закономерность циклической седиментации: сначала отлагаются песчаники, а затем алевролиты и аргиллиты с пластами углей (условия мелководного моря). Последующее время характеризуется распространением нормальных морских условий, и идет карбонатная седиментация, зона терригенных отложений суживается. Продвижение границы моря в западном направлении сменяется регрессией, и море покидает почти всю Русскую платформу. Огромная территория карбонатной суши претерпевает длительное выветривание.

В конце каменноугольного времени характерной особенностью является закономерная смена фаций с юго-востока на запад от морских через прибрежно-морские фации к прибрежным. В западном направлении возрастало осолонение бассейна, происходило формирование известняков с прослоями вторичных доломитов, часто окремненных, и сульфатов. Интенсивный размыв происходил на наиболее приподнятых участках Токмовского и Южно-Татарского сводов, а относительно глубоководная часть бассейна была приурочена к Мелекесской и Бузулукской впадинам.

На всей территории Самарской области распространяется мелководный бассейн. В целом, идет погружение платформы. Преобладающая часть верхних каменноугольных отложений выражена типично морскими отложениями, представленными органогенными и органогенно-обломочными разностями известняков. Выходы отложений только верхнекаменноугольных толщ на дневной поверхности можно встретить на северном склоне Самарской Луки, а пласты криноидных известняков вскрыты карьерными разработками на Царевом кургане, Сокольих горах, Могутовой горе и др..

В пермский период тектонический режим изменился в связи с орогенезом на Урале и формированием Предуральского прогиба. Наступает регрессивная стадия герцинского этапа. На западе бассейн превратился в мелководную остаточную засоленную лагуну, в которой накапливались преимущественно сульфатные породы и доломитизированные известняки. На востоке море было глубоким, периодически опресняющимся за счет притока морских и опресненных вод со стороны Предуральского краевого прогиба.

Здесь накапливались доломиты, доломитизированные известняки и известняки с угнетенной фауной (в основном фораминиферами, реже брахиоподами, мшанками, кораллами), переслаивающиеся с сульфатными породами [5].

На литологическое различие седиментационных зон и фаций пермского времени влияло перманентное передвижение Предуральского прогиба с востока на запад. Климат был сухой и жаркий, что способствовало образованию галоидных минералов.

Вначале территория от р. Волги до р. Ишимбая находилась приблизительно в одинаковых морских условиях. В это время отлагаются карбонатные швагериновые слои, соответствующие мелкому морю. Время отложения слоев с Pseudofusulina moelleri характеризуется общей тенденцией отступления нижнепермского моря на восток. В это время накапливаются только доломиты (мелкое море). Затем геологическая картина резко меняется. Восточная часть платформы, в частности, территория Самарской и Оренбургской областей, испытывает общее поднятие. Швагериновые слои и слои с Pseudofusulina moeller выступили на поверхность и стали размываться. К западу от Предуральского прогиба образуются мелководные зоны. Западнее линии, соединяющей города Чапаевск и Сергиевск, отлагаются морские карбонатные породы (известняки и доломиты), а восточнее этой линии, вплоть до восточной границы Самарской области, отлагаются породы лагунной фации (толща переслаивания доломитов и ангидритов).

В середине пермского времени происходит общее поднятие восточной части платформы и переход большей ее части в сушу.

Терригенные породы образовались в результате сноса водными потоками обломочного материала с Уральских гор и накопления его в пониженных участках земной коры.

Территория Самарской области в первую половину казанского времени была покрыта мелководным морем с характерной фауной брахиопод, мшанок, кораллов и других групп животных. Это время характеризуется отложением почти исключительно морских карбонатных пород. Наиболее полные разрезы отложений можно проследить в обнажениях вблизи г.Самара (Сокольи и Лысые горы, гора Тип-Тяв) и представлены ракушняковым известняком и оолитовым доломитом. В верховьях р.Сок обнажены слои лингуловых глин, спириферового известняка, песчанистыми мергелями и известковой глиной. На западе области располагалась низменная суша, сложенная карбонатными и гидрохимическими породами. Суша характеризовалась сухим климатом; она почти совершенно не питала морской бассейн терригенными осадками [1]. В конце пермского времени море отступало на северо-запад, оставляя после себя системы соленых лагун в западной части области. Восточная часть последней значительно поднималась и выходила на поверхность воды. Длительный перерыв в осадконакоплении вызвал размыв пермских пород мощностью несколько десятков метров.

После перерыва в осадконакоплении происходит опускание всей территории, которая покрывается мелководным морем. В пределах всей этой

территории наблюдается заметное чередование кратковременных морских условий и длительных - лагунных. Море дало начало карбонатным образованиям, а лагуна - сульфатным породам и доломитам. В это время накапливался континентально-терригенный, песчано-глинистый материал (переходные слои). Жигулевско-Пугачевский свод был сушей [11].

Северо-восточной части области, севернее р. Самара и восточнее р. Кондурча, в бассейнах рек Сок, Кинель, Самара, в конце перми представлена песчано-глинистыми красноцветными породами с маломощными прослоями доломитов, доломитовых мергелей, переходящих на западе в однообразную толщу гипсоносных глин. На востоке эта толща переходит в известковистые глины с прослоями и линзами песчаников. На юго-востоке нашей области отлагались дельтовые осадки в виде мощных толщ косослоистых песчаников лилового цвета.

В условиях континентального климата происходило многократное опускание земной коры, и территория области покрывалась опресненным мелководным бассейном. Фауна представлена наземными позвоночными, пелециподами, остракодами, рыбами. На всей территории, кроме северо-западного участка, устанавливались одинаковые физико-географические условия с небольшими изменениями до начала мезозоя. Отложения пермского периода выходят на дневную поверхность на обширной площади северо-восточной и центральной части Самарской области.

В триасовый период происходило прогибание Бузулукской впадины, а на большей части платформы наступил перерыв в осадконакоплении, который продолжался до средней юры. Климат был аридным, субаридным и гумидным. Фауна представлена остракодами, рыбами, наземными позвоночными (амфибиями и рептилиями).

Отложения триаса распространены только в южной и юго-восточной части области.

В юрский период (киммерийско-альпийский этап) происходило усложнение структуры региона. Континентальный режим сохранялся на северо-востоке территории, западная и южная ее части испытывали дифференцированное прогибание, где находились области морского и континентального осадконакопления. В среднюю эпоху юры трансгрессия постепенно распространилась с юга и юго-запада на западный склон Жигулевско-Пугачевского свода, Мелекесскую впадину, расширяясь на всю западную территорию и на Бузулукскую впадину. Происходило накопление песков кварцевых и кварцево-глауконитовых, алевролитов и некарбонатных глин с аммонитами, двустворками, остракодами и обильными растительными остатками с прослоями мергелей, горючих сланцев, фосфоритовых конгломератов.

Обнажения юрских пород прослеживаются у сел Батраки, Костичи, в районе поселков Кашпир и Ново-Кашпирский, у села Репьевка в Сызранском районе.

К началу верхнемеловой эпохи происходит величайшее в истории земли перераспределение моря и суши на Русской платформе. Верхнемеловое море было обособлено от Северного океана. В этом теплом море вначале отлагались прибрежные песчаные осадки, впоследствии смытые наступившим морем. В нем образовались мелководные мергелисто-меловые слои, переполненные остатками толстостенных раковин двустворчатых моллюсков - иноцерамов.

Теплое море на некоторое время соединялось с северным океаном, и холодные течения приносили микроорганизмы с кремнистым скелетом (отложения опоки и кремнистых мергелей). В условиях теплого моря отлагается белый писчий мел.

На границе мелового и палеогенового периодов происходили обширные поднятия, которые вызывали регрессию моря и сильный размыв поверхности меловых осадков перед началом палеоценовой трансгрессии.

В палеогеновое время море быстро распространилось на западной части области, где накапливались песчаник, глинистые и кремнистые осадки с фосфоритовыми горизонтами. Вначале это море было довольно глубоким. Затем море обмелело, и осадки его становились более грубыми - глауконитово-песчанистыми. В нижней части слоев встречается морская фауна, а в верхней – куски окремнелой древесины и реже отпечатки листьев деревьев [8]. В северной части (Ульяновско-Самарское Поволжье) отлагались мелководные кварцевые пески. Затем морской бассейн быстро обмелел и наступила регрессия.