Как образовалось Чёрное море. Палеогеографическая история Чёрного и Каспийского морей. Крымско-Кавказская геосинклиналь

Вместе с тем выяснение истории области, занятой Черным морем, и условий образования и истории самой глубоководной впадины имеет исключительно большой интерес и значение для понимания строения всей Альпийской складчатой области и, в частности, для уста­новления взаимосвязи между отдельными элементами последней вокруг Черного моря.

Как уже сказано выше, с конца триаса непосредственно к югу от Скифской плиты располагался длинный геосинклинальный прогиб — Крымско-Кавказская геосинклиналь, которая тянулась через современ­ный южный склон Кавказа, захватывая часть Главного хребта, горный Крым, и заканчивалась в пределах восточной части Балканского хребта в районе Котела. Геосинклиналь, несомненно, охватывала и часть пло­щади нынешнего Черного моря к западу от Кавказа и к югу и западу от горного Крыма. Южнее этого прогиба на Кавказе располагался палеозойский складчатый массив, называемый Грузинской глыбой, про­должение которого, видимо, ограничивало Крымско-Кавказскую гео­синклиналь и в пределах южной части Черного моря (см. 11).

В средней юре на Кавказе край Крымско-Кавказской геосинкли­нали несколько сдвинулся к югу за счет поглощения ею окраины Гру­зинской глыбы при формировании байосской порфиритовой серии (Гамкрелидзе, 1962; Дзоценидзе, 1964).

В конце юры этот палеозойский массив, продолжая оставаться устойчивой глыбой, был покрыт келловей-оксфордско-кимериджской морской трансгрессией (Джанелидзе, Кахадзе, 1947), мелким морем он весь был покрыт в пределах Кавказа в раннем мелу (Эри- стави, 1952).

С середины мела, т. е. с начала поздней стадии геосинклинального этапа Альпийской области, к югу от современного Черного моря вдоль южного края устойчивого Закавказского срединного массива, в За­падном и Восточном Понте и на Кавказе (в Аджаро-Триалетской зоне) началось образование вдоль системы глубинных разломов цепи глубоких геосинклинальных прогибов. Их продолжением на западе являлся Пловдивский позднемеловой прогиб к югу от Балканского хребта ( 12). Развитие этих геосинклинальных прогибов продол­жалось до середины или конца эоцена и сопровождалось более или менее интенсивным вулканизмом, главным образом андезитового состава. В Аджаро-Триалетском прогибе в эоцене образовались монцо- нитовые интрузии, а в Восточном Понте — крупные гранитоидные массивы.

Таким образом, площадь устойчивого срединного массива на За­падном Кавказе в конце мела — эоцене резко сократилась, ограничи­ваясь территорией нынешнего Дзирульского массива и Рионской впа­дины. По-видимому, массив продолжал существовать в пределах пло­щади современного дна Черного моря, но уже имел достаточно скромные размеры; он весь в это время был покрыт морем, о чем свидетельствует состав верхнемеловой фауны Северной Анатолии, содержащей большое количество северных форм, общих с Крымом.

Морской бассейн, покрывавший устойчивый массив на месте сред­ней части современного Черного моря, по-видимому, продолжал суще­ствовать и в эоцене. Он был неглубоким, подобным тому, который покрывал Грузинскую глыбу в мелу, современной же глубоководной котловины еще не существовало. Возможно, в области этого неглубо­кого бассейна, составлявшего какую-то часть Тетиса, были и острова, но пока точно наметить их местоположение не удается.

Резко изменилась тектоническая и палеогеографическая обста­новка после олигоценовых поднятий на грани двух различных этапов развития альпийской системы: собственно геосинклинального и заклю­чительного, или орогенного. В это время были сильно приподняты область Малого Кавказа, Малая Азия, район нынешнего Эгейского моря и Балканский полуостров. Вся эта зона поднятий образовала огромную поднятую гряду в плане в виде дуги.

В результате возникновения этого внутреннего поднятия, о кото­ром писал в свое время Д. В. Наливкин (1963), Черноморско-Каспий­ский бассейн оказался отрезанным от Тетиса и в нем стали отлагаться глинистые осадки мощной майкопской серии, формировавшейся вплоть до середины миоцена. С середины миоцена в рассматриваемой области образовались замкнутые и полузамкнутые водоемы, большей частью представлявшие сильно опресненные моря или слабо соленые и даже пресные огромные и сообщавшиеся между собой озера чокракского, караганского, конкского, сарматского, мэотического, понтического, ким­мерийского, куяльницкого и гурийского времени. Судя по распростране­нию и мощности неогеновых отложений на Кавказе и на Балканском побережье, можно считать, что в течение всего неогена Черноморская впадина была занята водами этих озер и морей.

В Гурии, по данным А. Г. Лалиева (1957), обработавшего мате­риалы бурения, мощность плиоценовых и четвертичных отложений достигает 1600 м, верхнего миоцена (мэотис и сармат) 3700 м, сред­него миоцена 650 м. Мощности этих отложений увеличиваются в сто­рону Черного моря, свидетельствуя о существовании глубокого прогиба к западу от Гурии. Севернее, ближе к Поти, отложения мэотиса транс­грессивно перекрывают более древние слои и ложатся прямо на мело­вые отложения в пределах Колхидской низменности, причем здесь мэотис и плиоцен в сумме достигают мощности 2700 м. Это указывает на расширение впадины в мэотисе и захват морем поднятия, существо­вавшего на месте Колхидской низменности. К северу от этого подня­тия в Мингрелии располагалась вторая впадина, в которой мощность осадков среднего миоцена, сармата и мэотиса достигала 1150 м.

Таким образом, здесь в нижнем и среднем миоцене располагались два прогиба, уходившие на запад в Черное море, разделенные подня­тием в районе Поти. В мэотисе эти два прогиба слились и поглотили разделявшее их поднятие ( 13).

Существование среднемиоценовых и сарматскцх осадков на бол­гарском берегу Черного моря, у с. Приморска, к юго-востоку от Бур­гаса и наличие среднего миоцена (Чамрули-Хан, Кешан) и сармата по северному берегу Мраморного моря позволяют считать вероятным, что часть дна современного Черного моря на пространстве между Бал­канским побережьем, Босфором и Кавказом в среднем миоцене была покрыта морем. При этом в Гурии, как мы видим, располагалась глу­бокая депрессия, заполнявшаяся мощной толщей осадков и уходившая на западе в пределы современного Черного моря. Среднемиоценовые и сарматские осадки достигают большой мощности также в более северной части побережья Кавказа, в районе мыса Пицунда.

Наличие очень мощной толщи глинисто-песчаных пород олиго­цена—нижнего миоцена — аналогов майкопской серии — в районе Сочи—Хоста, где эти отложения налегают прямо на карбонатные породы мела и эоцена (в фациях, свойственных Грузинской глыбе), указывает на очень сильное прогибание этого края Грузинской глыбы с олигоцена вплоть до начала миоцена.

Присутствие здесь глубокого прогиба, вытянутого на дне моря вдоль Кавказского побережья, сейчас подтверждено данными геофизи­ческих исследований (Непрочнов и др., 1964). В пределах прогиба мощность осадочных отложений достигает 8—10 км (см. 10). Обра­зование этого прогиба происходило одновременно с крупными подня­тиями Кавказа и Малой Азии: он является самым древним из известных по окраине собственно Черноморской котловины. Вероятно, именно его следует рассматривать как начальный прогиб, за счет постепенного расширения которого в дальнейшем сформировалась вся Черноморская котловина.

Приведенные данные позволяют считать, что возникновение глубо­кой котловины Черного моря на месте ранее существовавшего мелкого моря с островами (конец мела—эоцен) произошло одновременно и, вероятно, в тесной связи с крупными поднятиями олигоценовой эпохи, когда выросло огромное поднятие Малая Азия — Балканы, изолиро­вавшее Черноморско-Каспийский бассейн. В пределах северного обрам­ления последнего возникли крупные геоантиклинальные поднятия Боль­шого Кавказа и Крыма (Кавказский и Таврический острова), одновре­менно обособились начальные глубокие котловины Черного моря и, вероятно, Южного Каспия.

В среднем миоцене и сармате глубокая котловина протягивалась в центральную часть Черного моря от юго-западных берегов Кавказа между Гаграми (Пицунда) и Сухуми, но не охватывала Колхидской низменности и прилегающей к ней части моря. Вторая котловина про­стиралась от Гурии к западу в южную часть моря. Эти глубокие впа­дины окаймляли мелководный участок и сушу, сохранившуюся на месте Колхидской низменности. Мелкое море располагалось также и на западе, в районе побережий Болгарии и Мраморного моря.

'В мэотисе, несомненно, произошло опускание Колхидской низмен­ности, где с мэотиса и затем в течение всего плиоцена шло накопление мощной толщи осадков; в результате сильно расширилась глубокая впадина Черного моря. Мы еще пока не можем проследить историю развития котловины шаг за шагом в течение плиоцена. Вероятно, именно в эту эпоху она, сильно расширяясь, поглотила южную часть структур Крымского мегантиклинория, а также часть структур побе­режья Малой Азии и Западного Кавказа. Однако несомненно, как показывают данные геоморфологии, что местами, по крайней мере у берегов Крыма, она продолжает расширяться и до настоящего вре­мени. Землетрясения, очаги которых расположены в области матери­кового склона Черноморской котловины к югу от берегов Крыма, сви­детельствуют о подвижках, происходящих здесь до сегодняшнего дня.

Благодаря изоляции от Средиземного моря, впадина Черного моря была занята в верхнемиоценовую и плиоценовую эпохи опресненным бассейном, и только в начале мэотиса в результате кратковременного соединения ее со Средиземным морем, на некоторое время здесь уста­новился морской режим. В плиоцене здесь последовательно существо­вали понтический, киммерийский, куяльницкий и гурийский озерные опресненные бассейны, а в начале четвертичного периода они смени­лись чаудинским и древнеевксинским (Архангельский и Страхов, 1938).

Впервые после длительной изоляции в Черноморский бассейн проникли воды Средиземного моря в узунларское время (конец среднечетвертич­ной эпохи), которое последовало за древнеевксинским. Затем после нового перерыва произошло более длительное соединение Черномор­ского бассейна с Средиземным в карангатское (тирренское) время — в начале верхнечетвертичной эпохи (после максимального днепровского оледенения Русской равнины). В это время Черноморский - бассейн представлял собой море с нормальной соленостью. Затем в конце верхнечетвертичного времени уровень его сильно упал, и бассейн снова превратился в почти пресное новоевксинское озеро, уровень которого был на 40—60 м ниже современного. Каспийские моллюски — дрейсен- зии, обнаруженные в илу дна Черного моря Н. И. Андрусовым при драгировании, являются остатками именно этого времени.

После этого в начале современной эпохи произошло последнее соединение Черноморского бассейна со Средиземным и началось подня­тие его уровня и осолонение его вод, продолжающееся до сих пор. Несколько тысяч лет назад на короткое время уровень его был даже на 3—2 м выше современного, а потом упал до теперешнего уровня.

Таким образом, Черноморский бассейн как морской водоем, как видно, существует очень недавно, с середины .или даже конца (каран­гатское время) четвертичного периода. Однако это связано не со вре­менем образования его котловины, а с тем, что эта котловина длитель­ное время (конец неогена и начало четвертичного периода) была занята озерными водоемами каспийского типа. Только с середины чет­вертичного периода, после образования Эгейского и Мраморного морей и проливов (Андрусов, 1905), а также, вероятно, в результате повы­шения уровня Мирового океана в верхнечетвертичную эпоху, озерный режим в Черноморском бассейне сменился морским.

Приведенные данные об истории глубоководной впадины Черного моря позволяют прийти к выводу, что большая часть ее заполнена, вероятно, весьма мощными четвертичными и неогеновыми осадками и сравнительно маломощными палеогеновыми и верхнемеловыми.

Путем экстраполяции данных по мощностям неогеновых отложений на побережье Черного моря (в Гурии) была установлена их ориентиро­вочная мощность и на дне моря — не менее 3—4 км. Если же принять установленную А. Д. Архангельским среднюю скорость накопления глубоководных илов равной 1 см в 50 лет, исходя из расчета, что 50 годичных пар слоев в среднем приходятся на 1 см толщины осадка, то мощность неогеновых отложений должна быть несколько больше (около б км, принимая длительность четвертичного и неогенового периодов в 30 млн. лет). Учитывая, что скорость накопления осадков в центральных частях бассейна была меньшей и что осадки затем испы­тали значительное уплотнение, можно прийти к выводу, что мощность неогеновых отложений в .центральных частях бассейна должна состав­лять около 4—5 км.

Олигоценовые осадки типа глин майкопской свиты, широко распро­страненные по периферии Черного моря, заполняют, вероятно, и ту часть его, которая составляла начальную — олигоценовую впадину, протягивающуюся вдоль берегов Кавказа и Южного Крыма. Мощность их, по-видимому, около 2000 м. Ниже их на всей площади южной части Черного моря, за исключением возможных участков древних островов, вероятно, развита толща карбонатных осадков эоцена, палео­цена и верхнего мела, близких по своему характеру соответствующим отложениям в Рионской впадине.

Имеющиеся сейсмические материалы о строении осадков дна Чер­ного моря позволяют высказать предположение, что кровле этих кар­бонатных пород соответствует граница распространения волн со ско­ростью 4,5—5,0 км/сек. Ее глубина (5—6 км) хорошо совпадает с при­веденными подсчетами суммарной мощности четвертичных, неогеновых и олигоценовых осадков.

Мощность пород между этой границей и базальтовым фундамен­том в восточной части котловины (область без гранитного слоя) равна примерно 3 км, а в центральной и западной частях достигает б—8 км. На этом интервале в толще осадочного слоя земной коры дна Черного моря можно представить наличие осадков эоцена, палеоцена и мела, а также, возможно, и отложений верхней юры, может быть, и более древних. Общая мощность осадков по сейсмическим данным достигает здесь 14 км.

Можно также считать вероятным, что сейсмическая граница со скоростью 3,0 км/сек, обнаруженная в центральных районах вйадины на глубине 1,0—1,5 км, связана с подошвой наиболее молодых осадков четвертичной системы, плиоцена и, возможно, мэотиса. Спокойно зале­гающая верхняя часть осадков, покрывающая дислоцированные толщи к югу от Крыма, отлагалась в течение верхнего плиоцена и четвертич­ного периода, после погружения южного крыла Крымского мегантиклинория.

В северной части моря на продолжении Крымско-Кавказского геосинклинального прогиба отложения ниже неогена по аналогии с Кав­казом, вероятно, представлены флишевыми, Смятыми в складки тол­щами эоцена—верхнего мела, а также нижнего мела и юры. Флишевые толщи здесь могут быть перекрыты спокойно залегающими олигоце- новыми или прямо неогеновыми осадками. На остальной, более южной части моря вся толща неогеновых, палеогеновых и меловых отложений залегает, вероятно, довольно спокойно. Складчатое основание впадины к востоку от области без гранитного слоя можно предположительно сравнить с основанием Рионской впадины и Дзирульским массивом.

Все сказанное о строении и истории глубокой впадины Черного моря позволяет сделать некоторые выводы об ее происхождении. Как видно, эту впадину нельзя рассматривать как типичный грабен, огра­ниченный разломами, как это делали Э. Зюсс, Р. Фрех, Р. Освальд, Н. И. Андрусов, А. Борн и другие ранние исследователи. Нельзя счи­тать ее и простым аналогом геосинклинальных прогибов Альпийской системы на ранней стадии развития, как полагали В. А. Обручев, А. Д. Архангельский и Б. Л. Личков. Наконец, не похожа она по строе­нию и истории и на типичные межгорные впадины вроде Венгерской, хотя по своему положению занимает в Альпийской системе место де­прессии, разделяющей горные поднятия.

Как видно из анализа истории окружающих впадину берегов, окраинные ее части наложены на самые различные структурные эле­менты: Крымско-Кавказский геосинклинальный прогиб и выросшие на его месте края мегантиклинория Крыма и Кавказа, древний устойчи­вый массив, являющийся продолжением Грузинской глыбы, части позднемеловых ге'осинклинальных прогибов Понта, Среднегорья и Аджаро-Триалетского хребта и, наконец, в северо-западной части, вероятно, на окраину Скифской плиты.

Таким образом, по структурному положению впадина представ­ляется новообразованной. Развитие ее происходило путем постепен­ного, длительного разрастания начальных прогибов, из которых перво­начальный возник, скорее всего, у берегов Кавказа, второй — у берегов Гурии и восточной Малой Азии и третий, возможно, в западной части котловины Черного моря (см. 10).

Исходя из данных об отсутствии в средней части дна Черномор­ской котловины гранитного слоя земной коры и учитывая сходство морфологии котловины с океаническими впадинами, приходится счи­тать наиболее вероятным, что она представляет собой депрессию океа­нического типа, точнее типа депрессий внутренних морей, близких по строению коры к впадинам океанов.

О происхождении безгранитной части земной коры под дном Чер­ного моря различные исследователи высказывали две основные гипо­тезы: согласно одной из них, земная кора дна котловины Черного моря является остатком первичной коры; согласно второй, она рассматри­вается как новообразование. Первоначально М. В. Муратов (1949) считал, что Черноморская котловина представляет собой узловую или материнскую геосинклиналь, являющуюся остатком наибольшего и дли­тельного прогибания во всей системе сливающихся с ней частных гео­синклиналей. В то время еще не было известно различий материковой и океанической земной коры, но можно было представить, что эта материнская геосинклиналь являлась остатком древнейшей стадии развития земной коры. Впоследствии эта гипотеза, но в более четкой форме, была развита Е. Е. Милановским (1965), считающим, что глубоководная впадина Черного моря является реликтом океанической земной коры, сохранившимся от океанической стадии ее развития, в то время как вокруг нее геосинклинальный процесс привел к образованию коры материкового типа. К этой же точке зрения пришел и А. А. Сор- ский (1966), подробно рассмотрев все имеющиеся геофизические и гео­логические данные о строении земной коры под дном Черного моря и разобравший вопрос о причинах отсутствия здесь гранитного слоя.

Другая гипотеза — о вторичном образовании Черноморской котло­вины с корой океанического типа в сравнительно недавнее время, начи­ная с олигоцена, в основном в неогене, на месте ранее существовавшей материковой коры — была высказана М. В. Муратовым (1955). Изучая материалы по геологии берегов Черного моря, он пришел к выводу, что значительная окраинная часть складчатых структур Северной Анато­лии, Западного Кавказа, Крымских гор и Балканского хребта погло-

щена котловиной Черного моря, что свидетельствует о несомненном расширении котловины в недавнем геологическом прошлом. Этот вывод, как было показано, сохраняется и в настоящее время. Однако объяснение, высказанное тогда Муратовым, этого процесса как резуль­тата перетекания масс глубоких частей земной коры не может сейчас считаться удовлетворительным в свете имеющихся данных о строении земной коры.

Интересную гипотезу о вторичном происхождении котловины Чер­ного моря в связи с перестройкой земной коры высказал С. И. Суббо­тин (1065). Он считает, что эта перестройка могла идти здесь путем последовательной и глубокой магматической переработки коры матери­кового типа с превращением ее в новообразованную. Причем этот процесс был обусловлен сжатием и уплотнением вещества верхней мантии на глубинах порядка 100—200 км, который и привел к образо­ванию впадины земной поверхности. Опускавшаяся кора была инъеци­рована основными магматическими расплавами в такой степени, что была преобразована и приобрела физический облик базальта.

Независимо от принятия гипотезы первичного или вторичного происхождения коры дна котловины Черного моря приходится допу­стить, что в окраинных частях Черноморской глубоководной котловины происходили недавние процессы погружения складчатых сооружений. Эти процессы вовлекли в опускание и привели к исчезновению значи­тельной части системы Восточного и Западного Понта, половины Крым­ских гор и части Западного Кавказа. В результате образовалась совре­менная морфологически выраженная котловина, секущая по краям окружающие складчатые системы и окаймляющаяся уступом матери­кового склона. Последний, как было показано, не представляет собой сбросового уступа, а развивался длительное время в виде флексуры.

Таким образом, при любой гипотезе приходится допускать посте­пенное разрастание Черноморской глубоководной котловины по ее периферии. Кроме того, необходимо учитывать данные о значительной древности центральных районов котловины, о которой свидетельствует большая мощность осадков (более 14 км).