Геология Ленинградской, Псковской и Новгородской областей

ДЕВОН. ДЕВОНСКАЯ СИСТЕМА. Главное девонское поле. Палеонтологическое изучение отложений девона Русской плиты

Отложения, относящиеся к среднему и верхнему отделам девон­ской системы, распространены на рассматриваемой территории почти повсеместно. Они отсутствуют только в северной и северо-западной ча­стях Ленинградской области.

Залегая на большей части площади своего распространения, под четвертичными отложениями, они образуют так называемое Главное девонское поле, которое охватывает всю Псков­скую и большую часть Новгородской и Ленинградской областей. В во­сточной и юго-восточной частях региона (в пределах Валдайской воз­вышенности) девонские отложения скрываются под каменноугольными породами. Залегают они большей частью на ордовикских отложениях, в южной части Псковской и на северо-востоке Ленинградской обла­сти— на кембрийских породах, а в бассейне Свири, восточнее и север­нее г. Подпорожья — на верхнепротерозойских образованиях.

Естественные обнажения девонских отложений многочисленны. Наиболее значительные наблюдаются по рекам Великой, Шелони, Луге, Мсте, Ловати, Керести, Сяси, Ояти, Свири и их притокам, а также по юго-западному побережью оз. Ильмень (). Девонские породы вскрыты также многочисленными буровыми скважинами, распределен­ными относительно равномерно по всей территории.

В пределах рассматриваемого региона отложения девонской систе­мы представлены разнообразными песчано-глинистыми и карбонатными осадочными образованиями морского, прибрежно-морского, лагунного и континентального происхождения. Преобладают прибрежно-морские песчано-глинистые и глинисто-карбонатные осадки.

Для большинства из них характерно наличие многочисленных остатков ископаемых орга­низмов, общее количество видов которых достигает 850. Многие из этих ископаемых имеют руководящее значение, что позволяет произвести детальное стратиграфическое расчленение разреза до горизонтов, под­горизонтов и слоев на большей части территории, частично также кор­реляцию их с разрезами смежных регионов (благодаря присутствию характерных представителей биостратиграфических зон Ladogia mey- endorfii и Cyrtospirifer tenticulum).

Однако на ряде участков девонские отложения не содержат или почти лишены руководящих органических остатков. В этих случаях стратиграфическое расчленение и корреляция основывается на результатах минералогических, химико-спектральных и математических методов изучения немых толщ, а также на анализе цикличности отложений.

Изучение девонских отложений на рассматриваемой территории было начато в первой половине 19-го столетия. Сначала их ошибочно относили к силуру, перми и мезозою. Девонский возраст этих образо­ваний установлен Л. Бухом, Э. Эйхвальдом и Г. Гельмерсеном в 1840— 1841 гг.

Первое стратиграфическое расчленение системы произведено X. Пандером (Пфейфер, Пандер, 1843), выделившим по литологическим признакам три яруса: нижний и верхний песчаниковые и средний — из­вестняковый. Уточнение схемы X. Пандера было сделано К. Гревингком (Grewingk, 1861), который ввел понятия «фация р. Великой» и «фация р. Западной Двины». Под «фацией р. Великой» он подразумевал сред­ний ярус X. Пандера в западной части описываемой территории, разде­ленный им на две толщи: нижнюю — известняковую и верхнюю — из­вестняково-мергелистую.

Начало детального палеонтологического изучения девона Русской плиты положили работы П. Н. Венюкова (1884, 1886). Приняв трех­членное строение девонских отложений, он отнес нижние два яруса к среднему девону, а верхний песчаниковый — к верхнему отделу. Сред­ний известняковый ярус с прослоями песчаников и глин П. Н. Венюков расчленил по фаунистическим остаткам на четыре горизонта.

Некоторые уточнения и дополнения в схему П. Н. Венюкова вне­сены Ф. Н. Чернышевым (1886, 1887), А. Н. Миклухо-Маклаем (1897) и Н. М. Васильевским (1912).

Г. Беккером (Bekker, 1924) дана первая детальная стратиграфичес­кая схема Изборского района Псковской области, правильно отражаю­щая стратиграфическую последовательность слоев. И. В. Даниловский (1931) выделил в бассейне р. Ловати, по аналогии с разрезами девон­ских отложений Центрального девонского поля, воронежские, евланов- ские и елецкие слои, соответствующие бывшему верхнему песчаниково­му ярусу П. Н. Венюкова.

Основы современной стратиграфии девонских отложений рассмат­риваемой территории разработаны Р. Ф. Геккером и Д. В. Обручевым. С группой сотрудников они провели в течение 1929—1931 гг. система­тическое изучение разрезов по всем рекам от р. Ояти на северо-востоке до р. Великой на западе с последующей монографической обработкой палеонтологического материала. Результаты исследований и основные выводы авторов изложены в четырех очерках «Отложения Главного де­вонского поля», два из которых опубликованы (Геккер, Филиппова, Бархатова, 1932; Геккер, Обручев, Филиппова, 1935), а также в ряде статей (Брунс, 1940; Геккер, 1934, 1935а, б; 1945г, 1960; Обручев, 1933 и др.) и в монографии «Фауна Главного девонского поля» (1941), составленной большим коллективом палеонтологов под редакцией Р. Ф. Геккера.

 На основании изучения остатков ихтиофауны Д. В. Об­ручев (1933) выделил в нижнем песчаниковом ярусе перновские, на­ровские, лужские, оредежские и подснетогорокие слои и провел границу между средним и верхним девоном по подошве подснетогорских слоев. Р. Ф. Геккер и Д. В. Обручев расчленили (1930) известняковый ярус П. Н. Венюкова на снетогорские, псковские, чудовокие, шелонские, сви- нордские, ильменские и бурегские слои. В верхнем песчаниковом ярусе Р. Ф. Геккер выделил, три серии карбонатных пород — смотинско-ловат- скую, чимаевскую и биловскую, разделенные песчано-глинистыми отло­жениями. На основании сопоставления отдельных разрезов Р. Ф. Геккер (1933) составил сводный геологический профиль в направлении с юго­запада на северо-восток и геологическую карту девонских отложений.

В 1934 г. Б. П. Асаткин и Л. А. Черейокий разделили наровские слои на четыре литологические пачки (снизу вверх): сабскую, руйскую, лемовжскую и хотнежскую, выдерживающиеся на значительной части территории Главного девонского поля. Л. Б. Рухин (1946, 1948) на основании детального изучения литологии и цикличности осадков луж- ско-оредежоко-яодснетогорской песчаниковой толщи в бассейне Луги и Оредежи установил в средней части разреза оредежских слоев перерыв в отложениях, по которому предложил провести границу между средним и верхним девоном. Правильность этой точки зрения была под­тверждена Д. В. Обручевым (1951) на основании изучения остатков рыб и анализа материалов В. Гросса (Gross, 1942, 1950).

Н. М. Музыченко (1947, 1948 гг., 1953), изучавшая верхнюю пестро­цветную толщу девона, выделила между бурегскими слоями и смотинско-ловатскими слоями онежские и надснежские слои, а вышележащие песчано­глинистые отложения, залегающие между карбонатными пачками, на­звала соответственно надсмотиноко-ловатскими, надчимаевскими и над- биловокими слоями,

В 1951 г. принята первая унифицированная схема стратиграфии девонских отложений Северо-Запада Русской платформы. В основу этой схемы положена схема Р. Ф. Геккера и Д. В. Обручева с допол­нениями Н. М. Музыченко (см. табл. 6). Нерешенным окончательно остался вопрос о границе между средним и верхним девоном, девоном и карбоном, франским и фаменским ярусами.

Существенную поправку в стратиграфию верхнедевонских отло­жений рассматриваемой территории внес Б. П. Марковский (1952). На основании анализа видового состава брахиопод он доказал идентич­ность брахиопод нижней части шелонских слоев с чудовскими брахио- подами, а из верхней части — со свинордскими. Таким образом, шелонские слои схемы Р. Ф. Геккера утратили самостоятельное стратиграфи­ческое значение.

По мере накопления огромного фактического материала в результа­те средне- и крупномасштабного планомерного геологического картиро­вания, сопровождаемого бурением, выявлялась слабая обоснованность границ ряда стратиграфических подразделений унифицированной схемы 1951 г., особенно в верхнефранском подъярусе и в фаменском ярусе.

В 1962 г. Всесоюзным совещанием по стратиграфии палеозоя и верхнего докембрия Русской платформы была выработана и принята Унифицированная схема стратиграфии девонских отложений Русской платформы. Отличия этой схемы от схемы 1951 г. видны по таблице (табл. 7). Корреляция разрезов девонских отложений отдельных рай­онов описываемой территории с подразделениями унифицированной схемы сделана Б. П. Марковским и В. А, Селивановой главным обра­зом по материалам исследований послевоенных лет геологов Северо- Западного территориального геологического управления.

А. Н. Александрова (1945, 1947, 1948 гг.) подтвердила правильность стратиграфической схемы Р. Ф. Геккера для расчленения разрезов верхнедевонских отложений района нижнего течения р. Великой и ее притока — р. Кудеб. На основе этой схемы она дала более дробное де­ление псковских, чудовских, шелонских, свинордских и ильменских слоев на ряд пачек, выдержанных по простиранию.

Совместно с Е. А. Петровой А. Н. Александрова составила геологическую карту для восточной половины рассматриваемой территории. В 1948—1950 гг. В. А. Селиванова при геологическом картировании верхяедевонских от­ложений в центральной части 'Псковской области (от Пскова до Не- веля) установила постепенное возрастание доломитизации глинисто­карбонатной толщи франского яруса в южном направлении и расчле­нила разрез девона при отсутствии руководящих окаменелостей пре­имущественно по литологическим данным.

В дальнейшем В. А. Селива­новой были детально изучены разрезы среднедевонских отложений Гат­чинского района Ленинградской области (1959, 1960, 1963, 1964 гг.), зоны перехода морских карбонатных верхнедевонских отложений в при­брежно-морские и континентальные в бассейне Волхова (1963 г., 1966г.), а также установлен размыв верхней части чудовских слоев северо-во­сточнее оз. Ильмень. Этим жі'е автором составлены литолого-палеогео­графические карты восточной половины Главного девонского поля (1965 г.), являющиеся составной частью Атласа литолого-палеогеогра­фических карт для территории СССР и сопредельных стран (1969), и проведено обобщение результатов ряда исследований по девонским от­ложениям рассматриваемой территории (1967, 1968).

В результате работ В. С. Кофмана и Т. В. Александровой по рай­ону оз. Ильмень и северной части Карбонового уступа (1957, 1959, 1963, 1964 гг.; Кофман, 1963, 1966), М. Е. Вигдорчика (1961, 1962 гг.) по Крестецкому, Г. Г. Николаевой по Валдайскому (1961 г.), Е. Д. Ос- тромецкой и И. В. Котлуковой (1960, 1963 г., 1964г., 1966) по Борович- скому районам были получены новые данные о вещественном составе, условиях залегания и палеонтологической характеристике верхнедевон­ских отложений указанных частей региона. Распространение фаунисти- чески охарактеризованных слоев нижнефранских отложений в бассейне верхнего течения Свири и Ояти установлено А. М. Оганесовой (1965, 1968 гг.). Э. Ю. Саммет, изучавший разрез верхнего девона в Тихвин­ском районе (1958, 1963 гг.) и среднего девона — на юго-западе Ле­нинградской области (1960—1963, 1965 гг.), установил развитие в од­нородных песчано-глинистых отложениях маломощных, регионально выдержанных карбонатных прослоев, имеющих характер маркирующих.

Ряд новых данных по литологии и распространению девонских от­ложений имеется также в работах Е. И. Хавина (1958 г.), О. Н. Эль- кин (1948 г.), А. И. Шмаенка (1963, 1967 гг.), Т. Н. Соколовой (1965г.), 3. М. Мокриенко и К. П. Хинейко (1966, 1968 гг.), В. Н. Делюсина (.1966 г.), Ю. И. Гречко и И. И. Элер (1964 г.), В. А. Филипповой (1965 г.) и др.

Специальное изучение стратиграфии верхнедевоноких отложений по всей территории Главного девонского поля в последние годы прове­дено Э. Ю. Самметом (1967 г.). Применение комплексного метода ис­следования позволило расчленить весь разрез на 17 ритмострати­графических единиц, имеющих большей частью палеонтологическую характеристику. Были уточнены границы между средним и верхним де­воном, объемы и распространение стратиграфических аналогов подраз­делений унифицированной схемы и разработана методика расчленения и корреляции немых толщ прибрежно-морских осадков. Попытка авто­ра привлечь для уточнения стратиграфии определенные спорово-пыль­цевые комплексы не увенчалась успехом ввиду крайней скудности видо­вого состава и исключительно плохой сохранности встреченных немно­гочисленных спор и пыльцы. Поэтому ниже при характеристике страти­графических подразделений девона микрофлористические данные, как правило, не приводятся.

Несмотря на длительный период изучения и большое количество разнообразных исследований, геологическая изученность девонских от­ложений для окончательного решения многих неясных или спорных вопросов их стратиграфии по-прежнему недостаточна.

По обоснованности и детальности расчленения, степени фациаль­ной изменчивости осадков и полноте изучения рассматриваемую терри­торию можно подразделить на ряд районов:

1) юго-запад Ленинградской и север Псковской области — разрез среднего девона изучен наиболее детально, с обоснованным выделением в пределах горизонтов слоев и пачек (скважины Сиверская, З-Столбово, 4- Детково, 2-Корытно и др.);

2) центральная часть Псковской области (бассейн р. Великой, среднее и верхнее течение Шелони) — разрез франских отложений наи­более детально изучен и фаунистичеоки обоснован (скважины 4-Гор- шихино, 15-Большая Пожня, Порховская, Локновская и др.);

3) юг Псковской области (южнее линии Опочка — Локня) — кар­бонатные породы нацело доломитизированы и органические остатки пе- рекристаллизованы (скважины Невельская, 1-Кунья, 34-Кошелево и др.);

4) запад Новгородской области (западнее рек Волхова, Ловати и оз. Ильмень) — разрез франских отложений преимущественно глини­сто-карбонатный, богато охарактеризован фаунистически (скважины Старорусская, 1-Заполье, 12-Выбити, 186-Красный Ударник и др.);

5) юго-восток Новгородской области (к югу от линии Новгород — Пестово) — франские отложения удовлетворительно охарактеризованы палеонтологически, фаменские— весьма скудно (скважины Крестецкая, Валдайская, Пестовская, 1-Седельниково, 9-Бобково, 149-Камока,

5- Первомайское и др.); .

6) юго-восток Ленинградской области (бассейн р. Сяси и среднее течение Волхова)—сильная фациальная изменчивость разреза по про­стиранию и по вертикали. Замещение карбонатных осадков песчано-гли­нистыми с резким обеднением фаунистического состава. Корреляция разрезов производится без достаточного палеонтологического обоснова­ния (скважины 4-Палуя, 14-Зеленщина, 221-Крапивно, 5836-Дыми и др.);

7) северо-восток Ленинградской области (бассейн Свири и Ояти) — почти полное отсутствие в разрезе карбонатных пород, орга­нические остатки весьма редки и представлены почти исключительно ихтиофауной. Стратиграфическое расчленение основывается главным образом на литолого-минералогических данных (скважина Гонгин- ская и др.).

Органические остатки определялись большим коллективом палеон­тологов: брахиоподы— Д. В. Наливкиным, Б. П. Марковским, А. И. Ля­шенко, А. К. Крыловой, М. А. Ржонсницкой, Б. Г. Пирятинским и др., пелециподы — Б. В. Наливкиным, гастроподы — Д. В. Наливкиным, остракоды — В, С. Заспеловой, Л. Н. Егоровой, Г. И. Егоровым и др., листоногие ракообразные — Е. М. Люткевичем, рыбы — Д. В. Обруче­вым, О. И. Обручевой, Э. Ю. Марк-Курик, А. П. Быстровым и др., споры и пыльца — С. Н. Наумовой, Г. О. Кедо, Е. К. Вандерфлит и др.

Данные о минералогическом составе отложений приведены по ис­следованиям В. Т. Белоусовой, Н. М. Музыченко, Г. А. Юдиной и др.