Раннемезозойский геократический этап

Тектоническая активизация, выразившаяся в общем воздымании территории и формировании ступенчатой флексуры, развитии в пределах континентальной суши расчлененного рельефа, вероятно, произошла в нача­ле позднепермского - раннетриасового времени. Это согласуется с данными по сопряженным территориям, где известны более полные разрезы отложений позднего палеозоя, и общими представлениями об этапности проявлений геотектонических фаз, в частности в пределах Восточно-Европейской платформы. Таким образом, именно с позднегерцинской геотектонической фазой можно связывать первый, постседиментационный этап формирования ступенчатой флексуры.

На протяжении триасового, раннеюрского и частично среднеюрского времени (ааленский, байосский и батский века) происходило постепенное выравнивание созданного рельефа. Наиболее глубокий эрозионный срез верхнепалеозойских (девонских) отложений характерен для приподнятых крыльев флексуры в северо­западной части территории. Карбонатный состав девонских отложений, в условиях гипергенеза выведенных на поверхность, спровоцировал развитие процессов поверхностного карста. Это отразилось на перераспреде­лении вещества в кровле карбонатных пород - вторичной доломитизации - и в селективном развитии пустот, каверн и понор, заполненных вторичным кристаллическим кальцитом. Развитию карстообразующих процессов до степени сообщающихся пещер и колодцев, вероятно, препятствовали семиаридный климат и относительно непродолжительная экспозиция карбонатных пород на поверхности. Возможно также, что значительная толща пород, пронизанная карстовыми полостями, была уничтожена в процессе продвижения морского бассейна в конце среднеюрского времени.

Поздн ем ез азойский э в с та ты ч ее ни й (талассократический) этап

Процессы морского осадконакопления в условиях дифференцированного прогибания участков рассматрива­емой территории возобновились здесь лишь в конце среднеюрского времени начиная с келловейского века. Скорее всего, проникновение бассейнов осадконакопления в пределы континентальной суши носило вначале характер ингрессии. Формирование озерно-речной сети происходило на фоне уже существовавшего карстового рельефа. Другими словами, развитие эрозионной системы имело унаследованный характер по отношению к карстовым формам рельефа. Затем происходило постепенное продвижение береговой линии вглубь континентальной суши именно по наиболее углубленным долинам рек, в той или иной степени приуроченным к ранее созданным кар­стовым полостям. По-видимому, рассматриваемая территория являлась в среднеюрское время одним из наиболее приподнятых участков суши. Это выражается в том, что территория была покрыта морскими водами только лишь в келловейское время, тогда как на большей части юго-востока Восточно-Европейской платформы аналогичные процессы ингрессивного характера прослеживаются гораздо ранее - начиная с байосского века. К тому же обще­известно, что именно на келловейское время приходится один из максимумов мезозойской эветазии - повышения уровня Мирового океана. В пределах эпиконтинентальных бассейнов это выразилось в увеличении площади бас­сейнов осадконакопления, возрастании глубины моря, изменении параметров водной среды и состава биоты.

На большей части территории юрские отложения залегают почти параллельно залеганию девонских из­вестняков. Глубина эрозионного среза заметно возрастает в направлении на северо-запад, к наиболее приподня­тому крылу ступенчатой флексуры, где юрские отложения залегают на известняках евлановского и ливенского горизонтов. Это, в частности, свидетельствует о существовании флексуры и ее былой выраженности в геомор­фологическом плане территории до начала осадконакопления в среднеюрское время.

Как уже отмечалось выше, рельеф поверхности, в пределы которой происходило продвижение сна­чала пресноводных, а впоследствии и морских вод, был достаточно расчлененным. Это предопределило, в частности, разнообразие фациального строения базального горизонта юрских отложений. На участках карстового и эрозионного рельефа при продвижении береговой линии бассейна в зоне литорали и верхней сублиторали формировался галечниковый пляж из разрушенных подстилающих образований - известня­ков, доломитов и редких кремниевых конкреций. Псефитовый материал впоследствии был значительно разубожен и перекрыт преимущественно олигомиктовыми и мономиктовыми песками. В пределах уже разработанных авандельтовых участков речных долин накапливались зачастую неоднократно переотло­женные мономиктовые кварцевые пески.

Вероятно, установление режима широкого открытого морского бассейна здесь происходило достаточно •лстро. Береговая линия была расположена весьма далеко, не ощущалось заметного привноса терригенного ..ллохтонного) материала. Но увеличение площади бассейна осадконакопления не привело к значительному -сличению его глубины. Формирование осадков, аутигенных глинистых минералов и оолитовых мергелей происходило в зоне сублиторали, возможно, ее средней или нижней части. Моменты преобладающего накопле­ния оолитовых мергелей можно связывать с иривносом биогенного карбонатного материала (в виде панцирей водорослей и остатков микроорганизмов) и его некоторым перераспределением в условиях очень подвижной аминарные потоки) придонной среды.

Об относительно мелководном режиме осадконакопления может также свидетельствовать и равномерно рассеянное распространение фосфоритовых окатышей, агрегатов и конкреций в толще глин. Это явное свиде-.льство эпизодического распространения на отдельных участках территории гидродинамически активных, на бщем фоне доминирующих процессов седиментации, придонных течений. Именно перемещения водных масс способствовали окатыванию пропитанных фосфатными соединениями участков поверхности осадка, превра­щению их в окатыши или агрегаты, дальнейшему их разносу по поверхности дна. Распространение фосфори­товых включений может косвенно свидетельствовать о распространении микроорганизмов в придонном слое воды, и эпизодическом или, может быть, локальном проявлении неких геохимических барьеров, способство­вавших коагуляции фосфатно-карбонатных соединений в виде цементирующей массы. На поверхности осадка поселения эпибентосных организмов практически не были распространены, что можно объяснить большой высотой зоны взмучивания над поверхностью илистого осадка. Лишь в моменты формирования оолитовых ли исто-карбонатных илов здесь существовали угнетенные формы устриц и других двустворчатых моллюсков. I с ключение составляют, вероятно, сообщества водорослей и микроорганизмов, мелкие ползающие двуствор-етые моллюски {Nucula sp.) и редкие, обитавшие на возвышавшихся над поверхностью осадка водорослях, •..гроподы. В значительно большей степени были распространены нектонные формы морских организмов, реди нектонных форм преобладали представители беспозвоночных - белемниты и аммониты. Известны так­же остатки морских рептилий (позвонки ихтиозавров), хрящевых рыб (зубы акул и зубные пластины химер). Находки нектонных форм, главным образом аммонитов, представителей сообществ как Бореальной, так и Сре-< смноморской (Тетической) палеобиогеографических областей, в пределах изученной территории подчерки­вают ее «пограничное» или «промежуточное» положение. На протяжении келловейского - оксфордского веков в пределах этой территории эпизодически ощущалось влияние то Средиземноморской, то Бореальной области, что сказывалось на изменении параметров водной среды и, соответственно, на составе сообществ организмов и процессах седиментации.

Характерно устойчивое существование параметров трансгрессировавшего морского бассейна на протя-кении продолжительного времени. Это подтверждается достаточно однородным строением этого интервала разреза и равномерно рассеянным распространением фосфоритовых включений от подошвы до кровли. Кос­венным подтверждением стабильности параметров водной среды в пределах бассейна осадконакопления на протяжении келловейского и оксфордского веков является отсутствие надежных критериев (и а л е о н тол о г и ч е -- \. литологических, «событийных» и т.п.) для более детального расчленения отложений этого интервала.

Если литологический состав отложений можно охарактеризовать как сравнительно выдержанный по про-. лранию, то мощность келловейских и оксфордских отложений очень существенно изменяется. Если в преде-jaxприподнятых участков ступенчатой флексуры на северо-западе территории мощность составляет 15 м, то в наиболее опущенных ее участках (юго-восток региона) она достигает 45 м. С одной стороны, это объясняется юлжавшимся формированием флексуры (конседиментационный этап ее развития), когда к наиболее опу­шенным ее участкам было приурочено максимальное накопление осадков. Конседиментационный характер развития структуры в келловейское и оксфордское время подтверждается и относительным фациальным раз­личием рассматриваемых отложений. При изучении скважинного материала по данному интервалу отложений прослеживается увеличение в пределах опущенных крыльев флексуры количества и мощности прослоев ооли­товых мергелей (см. рис. 2; скв. № 10 и И). Это может быть интерпретировано как приуроченность относи­тельно более глубоководных участков бассейна к опущенному крылу Дракинской флексуры. С другой стороны, нельзя не учитывать селективного эрозионного среза рассматриваемых отложений в предволжское и предмело-вое время, который наиболее ярко проявился на узлах и на приподнятых крыльях флексуры.

Вероятно, в келловейское и оксфордское время эта фаза позднемезозойской эвстазии в данном регионе достигла максимума. В последующем в существовавших здесь бассейнах седиментации не было условий, спо­собствовавших формированию карбонатных биогенных илов, во все большей мере ощущалась близость бере­говой линии моря, источников сноса терригенного материала. Темпы погружения территории в это время были наиболее значительными на протяжении юрского и мелового времени.

В конце оксфордского времени на этой территории проявилась еще одна кратковременная осцилляция - прекращение осадконакопления вследствие регрессии морского бассейна, прослеживаемой на значитель­ной площади. События позднего Оксфорда и кимериджа не могут быть уверенно восстановлены на основе имеющихся материалов, так как вещественные комплексы если и формировались в это время, то были уни­чтожены при наступлении волжского морского бассейна. Именно строение базального горизонта в основании волжских глин может свидетельствовать о значительном размыве ранее сформированных отложений, содержа­щих фосфоритовые включения. При размыве подстилающих пород фосфоритовые включения оказались наи­более устойчивыми к разрушению элементами, поэтому часть из них стала аллохтонным компонентом вместе с синхронными фосфоритами в составе фосфоритового базального горизонта. Дальнейшее детальное изучение остатков беспозвоночных в виде хорошо окатанных фосфатизированных ядер может предоставить материалы для уточнения времени проявления осцилляции (перерыва). Если среди фаунистических остатков будут опреде­лены только формы келловейского - оксфордского и волжского возраста, то перерыв приходился в основном на кимериджское время. Если же среди остатков беспозвоночных будут выделены формы, характерные для келло­вейского - оксфордского, кимериджского и волжского веков, то переломные события в бассейне происходили в конце кимериджского - начале волжского времени.

После кратковременной осцилляции в волжское время восстановились условия мелководного морского бассейна, где на фоне умеренного опускания территории происходило формирование глинистых осадков, в зна­чительной степени насыщенных псаммитовым материалом, разносимым с прилегающих островных отмелей и континентальной суши. Вероятно, как и прежде, значительная высота зоны взмучивания и некоторое сероводо­родное заражение верхней части осадка препятствовали расселению бентосных организмов. Многочисленны остатки нормально морских нектонных беспозвоночных - белемнитов и аммонитов, порой отличающихся зна­чительными размерами. Выявленные формы аммонитов и белемнитов - характерные представители Бореаль­ной палеобиогеографической области.

На протяжении поздневолжского, берриасского и, вероятно, ранневаланжинского времени рассматривае­мая территория входила в состав обширной равнины или низменности. Определенных данных о событиях это­го времени нет и по сопряженным территориям. Это подчеркивает более значительный региональный характер происходивших событий по сравнению с ранее выделенным этапом континентального развития территории в предволжское время. Вероятно, общее воздымание обширного региона из-под уровня моря (регрессия бассей­на) может быть связано с проявлением завершающей стадии раннекиммерийской геотектонической фазы.

Продвижение береговой линии трансгрессивно развивающегося раннемелового морского бассейна при­вело к заметному изменению созданного ранее рельефа и срезанию значительных интервалов подстилающих отложений. В наиболее пониженных участках сохранились нижние интервалы пород волжского яруса, а породы келловейского и оксфордского ярусов значительно эродированы в северо-западной части региона.

В неокомское и аптское время при проявлении общей тенденции постепенного прогибания территории в условиях морского осадконакопления отчетливо прослеживаются две структурно-фациальные зоны (СФЗ). В пределах северо-западной зоны, структурно приуроченной к приподнятому крылу ступенчатой флексуры, в зоне нижней сублиторали накапливались песчанистые глинистые илы, что свидетельствует об относительной удаленности источников сноса терригенного материала или некоторой изолированности этой части бассейна. В этой зоне темп погружения территории был незначительным, сформировалась толща мощностью до 20 м.

В пределах более обширной юго-восточной структурно-фациальной зоны, приуроченной к узлам и опу­щенным крыльям ступенчатой флексуры, накапливались терригенные осадки - мелкозернистые пески. В отдельные моменты времени при ослаблении активного гидродинамического режима в бассейне и, соответ­ственно, уменьшении привноса псаммитового материала преобладало накопление пелитовых частиц. В конце аптского времени здесь проявилось влияние активных ламинарных потоков, вероятно, внутрибассейновых те­чений, с которыми сюда проникли кремнепродуцирующие микроорганизмы и, возможно, кремниевые губки.

После гибели этих организмов скелетообразующий кремнезем после частичного или полного растворения мог послужить в качестве цементирующей основы для песчаников, известных в верхних частях разреза. Именно в гой структурно-фациальной зоне известны максимальные мощности (до 30 м) рассматриваемых отложений.

Характерно обратное соотношение предшествовавшего структурного плана территории и сформировав­шихся структурно-фациальных зон: в пределах приподнятого крыла флексуры существовали относительно глу-ководные условия осадконакопления. Это явление, на наш взгляд, возможно объяснить инверсией в направ­лении подвижек блоков фундамента, предопределивших ранее появление ступенчатой флексуры. В этом случае береговая линия и источник привноса терригенного материала находились за пределами изученной территории, 5лиже к юго-восточной структурно-фациальной зоне.

Условия мелководного морского бассейна, проникшего в пределы рассматриваемой территории в начале раннемелового времени, так же как и сформировавшаяся структурно-фациальная зональность, характеризо­вались удивительным постоянством на протяжении длительного времени - более 30 млн лет. Об этом свиде­тельствуют и проблемы с детальной стратификацией этого интервала отложений. Не удалось нижнкЛо часть разреза охарактеризовать детальнее, чем неокомский надъярус, который включает валанжинский, готеривский И барремский ярусы, и оказалось невозможным выделить как самостоятельный комплекс отложения, сформи­ровавшиеся в аптское время.

Фаунистические остатки редки, что отчасти свидетельствует о неблагоприятных условиях жизнеобитания для бентосных организмов. Редкие нектонные формы, представленные ядрами аммонитов, свидетельствуют о гом, что данная территория, как и на протяжении юрского времени, находилась под влиянием бассейнов Боре­альной палеобиогеографической области.

Кратковременная региональная осцилляция не привела к существенному изменению структурного плана спритории. Но, по-видимому, именно это непродолжительное развитие условий литорали или низменности в пределах континентальной суши привело к постепенному проявлению регрессивных тенденций в истории позднемезозойских морских бассейнов в этом регионе.

В альбское время повсеместно распространились условия мелководного морского бассейна с активной динамикой как ламинарного (придонных течений), так и турбулентного (за счет штормовых процессов) типа. Накопление кварцевых песков с редкими зернами глауконита может свидетельствовать о близости источников сноса и, возможно, постепенном засыпании морской ванны терригенным материалом. Лишь в среднеальбское время активный привнос псаммитового материала на некоторое время прекратился и повсеместно доминиро­вало, вероятно, формирование аутигенных пелитовых частиц. Кратковременное изменение режима седимента­ции, возможно, связывается с возрастанием объема водной массы и изменением гидродинамических условий в бассейне. С этим временем связывается и заметный привнос с перетоками водных масс кремнепродуцирующих микроорганизмов - радиолярий, - остатки которых извлечены из выдержанного прослоя глин. Темп прогиба­ния территории несколько возрос по сравнению с неокомским и аптским временем.

В конце альбского и в начале сеноманского века вновь проявляется кратковременная и повсеместная осцилляция, приведшая к широкому проявлению условий верхней сублиторали и литорали. В результате перемыва подстилающих терригенных пород альбского возраста и привноса фосфатных соединений сфор­мировался пляжевый комплекс в виде фосфоритовых галек, сильно разубоженных псаммитовым материа-юм. Этот пляжевый комплекс залегает в основании сеноманских отложений и обычно описывается в каче­стве «базального» горизонта. О существовании близрасположенных участков островной или материковой суши могут свидетельствовать многочисленные крупноразмерные фосфатизированные остатки древесной флоры, иногда со следами разного рода древоточцев. Накопление псаммитового материала в сеноманском морском бассейне происходило в еще более мелководных условиях, чем в альбское время. Об этом могут косвенно свидетельствовать значительное увеличение содержания глауконитовых зерен во вмещающих кварцевых песках и появление эпибентосных прикрепленных и ползающих форм, обычно обитавших в . _ловиях хорошо аэрируемой верхней сублиторали. Более детальная характеристика параметров водной среды сеноманского бассейна затруднена, так как от размыва в последующее время сохранились лишь маломощные нижние интервалы разреза сеноманского яруса.

В целом для позднемезозойского этапа можно отметить унаследованный характер развития ранее сформи­рованного структурного плана (ступенчатой флексуры), что определяло распределение фаций и мощностей от-жений по простиранию в соответствии со структурным планом. Вероятно, исключением являются процессы, происходившие в неокомское и аптское время. Для позднемезозойских бассейнов этого региона характерны преимущественно мелководные условия и очень медленный темп прогибания территории. Разрез юрских и меловых отложений можно охарактеризовать как сильно сокращенный, отсутствует вещественное отображение процессов (отложения) многих временных интервалов на уровне века. Широкое распространение получили многочисленные стратиграфические перерывы, которые в виде разного рода базальных горизонтов или уровней «твердого дна» выявлены в основании отложений всех стратиграфических подразделений позднего мезозоя.

Породы верхнего мела, за исключением нижних интервалов сеномана, так же как и палеогена - неоге­на, здесь неизвестны. Отложения этого возраста доступны для изучения по естественным разрезам южнее, за пределами изучаемой территории на северо-западном крыле Украинской синеклизы.