Тектоническое строение территории Ленинградской, Псковской и Новгородской областей

Тектоника Русской платформы. Геологическое строение северо-запада Русской плиты. Балтийский щит

Первые обобщенные сведения о тектоническом строении территории Ленинградской, Псковской и Новгородской областей приведены в работах А. П. Карпинского (1887, 1894, 1919). Особенно важным яв­ляется то, что в этих работах впервые рассматривается вопрос о суще­ствовании архейского кристаллического фундамента Русской плат­формы, имеющего блоковое строение.

По мнению А. П. Карпинского, Балтийский щит представляет собой крупный неподвижный массив фундамента — горст, вокруг которого происходили колебательные дви­жения прилегающих частей Русской платформы. В результате тектони­ческих движений по окраинам «горста» возникли провалы-грабены, ко­торые унаследованы впадинами Финского залива, Ладожского и Онеж­ского озер; расположение горстов и грабенов в фундаменте определяет положение дислокаций в осадочном чехле и находит отражение.в основ­ных чертах орогидрографии тех частей территории, где фундамент распо­ложен близко к поверхности. Пологое падение нижнепалеозойских отложений на склоне Балтийского щита в южном направлении объясняется А. П. Карпинским образованием широтной среднедевонской впадины, а выходы кембро-силурийских отложений в бассейнах рек Ловати и Шелони — проявлением антиклинального поднятия, также вытянутого в широтном направлении. При этом он подчеркивал, что широтная ориентировка структурных форм, зафиксированных в отложениях де­вона и кембро-силура, связана с волновым характером колебательных движений на Русской платформе, приводивших .поочередно к меридио­нальному или широтному расположению отдельных частей ее струк­туры.

Принципиально иную трактовку тектонической структуры Балтий­ского щита предложил в 1912 г. М. М. Тетяев. Он считал, что Балтий­ский щит является не горстом, как это предполагал А. П. Карпинский, а сложной антиклинальной структурой. Денудацией ее до самых корней объясняется, по мнению М. М. Тетяева, широкое распространение на поверхности щита кристаллических пород архейского возраста.

Идеи А. П. Карпинского получили дальнейшее развитие в работах А. Д. Архангельского (1923, 1924, 1932, 1934, 1937). Щиты и подземные выступы фундамента (горсты и подземные горсты А. П. Карпинского), по мнению А. Д. Архангельского, имеют пологие склоны и только места­ми рассечены, сбросами на горсты и грабены; возраст пород, сла­гающих кристаллический фундамент в наиболее погруженных его ча­стях, может быть моложе докембрийского, а опустившиеся участки фундамента в конечной стадии формирования превращаются в про­гибы геосинклинального типа.

А. Д. Архангельский считал также, что южный склон Балтийского щита простирается до самого Полесья и является частью горста, сре­занного абразией, и что возраст сбросов, обрамляющих Балтийский щит, очень молодой, в результате чего они не могут являться основ­ными структурными элементами платформы. По его представлениям» структуры осадочного покрова приспосабливаются к выступам фунда­мента так же, как окраинные горные сооружения к границам плат­формы в целом.

А. Д. Архангельский (1934, 1937) одним из первых широко приме­нил данные геофизических исследований для расшифровки тектониче­ского строения докембрийского фундамента Русской платформы. Он связывал гравиметрические и магнитные аномалии меридиональной или близкой к ней ориентировки с зонами распространения складча­тых образований карелид, а магнитные аномалии широтного простира­ния— с площадями развития кристаллических пород архея.

В 1938 г. М. М. Тетяев высказал предположение, что Балтийский щит и кристаллический фундамент территории, расположенной западнее меридиана г. Москвы, сложены складчатыми образованиями карелид, обрамляющими докарельскую платформу Восточной Европы. Пример­но такой же точки зрения придерживался и А. А. Полканов (1939), ко­торый отнес образования Балтийского щита в Южной Карелии и в се­верной части Ленинградской области к Финляндской субзоне складча­того пояса карелид. А. А. Полканов выдвинул также представление о так называемой «большой флексуре», обрамляющей южную окраину Балтийского щита и являющейся как бы естественной границей между щитом и фундаментом Русской платформы. К этой структурной зоне приурочены, по его мнению, породы иотния, интрузии рапакиви и другие верхнепротерозойские магматические образования. Им же впервые был поставлен вопрос о древнем заложении современной границы Балтий­ского щита и фундамента Русской платформы.

Значителен вклад в изучение тектоники Русской платформы Н. С. Шатского (1937, 1940, 1945, 1946, 1957, 1961). Он первым ввел в геологическую науку понятие о Восточно-Европейской платформе, основными структурами которой являются Балтийский щит и Русская, плита. В своих работах он показал, что фундамент платформы пред­ставляет собой сложное складчатое сооружение архейского и протеро­зойского возраста, в составе которого наиболее древними являются саксаганиды, промежуточное положение занимают наиболее распро­страненные карелиды и, наконец, самыми молодыми являются тима- ниды, развитые на северо-востоке платформы. Территорию Карелии Н. С. Шатский рассматривал как часть складчатой зоны карелид, ог­раниченной с запада свекофенской платформой, а с северо-востока беломорскими складчатыми структурами архея.

Структурные особенности осадочного чехла платформы Н. С. Шат­ский характеризовал на основе оценки комплекса данных: палеогеоло­гических построений, изменчивости мощности и фациального соста­ва отложений, палеогеоморфологических особенностей поверхности кристаллического фундамента и др.

В истории развития Русской плиты Н. С. Шатский выделяет четыре стадии: в первую (рифей, нижний кембрий) возникли Балтийский щит и Балтийский прогиб с широтной и северо-восточной ориенти­ровкой крупных структур; во вторую стадию (ордовик и силур) все структурные изменения были связаны с развитием каледонской склад­чатости в Грампианской геосинклинали; в третью (девон, карбон, пермь) отмечены воздымание в раннем девоне и перестройка структур­ного плана в среднем и верхнем девоне, активизация формирования Мо­сковской синеклизы. В четвертую стадию (юрский период) прогибались Московская и Балтийская синеклизы.

Н. С. Шатским выделены каледонская, герцинская и альпийская структуры Русской плиты. Характерной особенностью первой из них он считает широтный прогиб вдоль окраин Балтийского щита (отмечав- шийся ранее А. П. Карпинским), на фоне которого намечает «эстон­ский поперечный перегиб» (вдоль оси Чудского озера и р. Великой). Герцинская структура южного склона Балтийского щита в целом сов­падает с его каледонской структурой. Существенным элементом этой структуры была вновь возникшая Латвийская седловина, которая от­делила. Московскую синеклизу от Балтийского прогиба. В альпийское время территория Северо-Запада Русской плиты представляла собой сушу.

А. П. Карпинский еще в 1919 г. указывал, что все наблюдаемые на­рушения в залегании палеозойских пород имеют тектоническую при­роду. Позднее противоположную точку зрения высказали И. В. Дани­ловский (1932), М. Э. Янишевский (1932) и некоторые другие исследо­ватели, объясняя видимые в обнажениях разрывы и мелкую складча­тость воздействием ледника (глациотектоникой). Результаты после­дующих исследований показали правомерность обоих точек зрения.

 Б. П. Асаткин (1934, 1937, 1938) установил тектоническую природу нарушений в известняках ордовика в районе с. Веймарна, на р. Ла- мошке и в ряде других пунктов. Также тектоническими причинами он объяснял происхождение так называемых «Гдовских дислокаций» вблизи д. Мишина Гора на севере Псковской области. Хотя последнее оспаривалось С. М. Чихачевым (1936), считавшим Гдовские нарушения гляциодислокациями, исследования последних лет (Малаховский, Бус- лович, 1966 и др.) все более подтверждают правоту Б. П. Асаткина.

Вслед за С. Тейхертом (Teichert, 1927), Б. П. Асаткин обратил серьезное внимание на трещиноватость отложений ордовика, подтвер­див северо-восточное и северо-западное направления трещин. Наблю­даемое местами по трещинам проявление сульфидной минерализации он связывал с гидротермальными процессами и наличем на глубине кислой интрузии.

Е. П. Брунс (1940) выявила и изучила в районе г. Пскова в отложе­ниях девона куполовидные структуры, происхождение которых объяс­няла тектоническими причинами.

Начатое в предвоенные годы выяснение перспектив нефтеносности северо-запада РСФСР и в том числе Ленинградской области сопрово­ждалось изучением тектоники этой территории. М. М. Тетяев (1941),

В. М. Сенюков (1941 г.) и М. М. Варенцов (1941) в своих статьях, по­священных проблеме нефтеносности Ленинградской области, указыва­ли на йаличие здесь тектонических нарушений. М. М. Тетяев подчерки­вал, что только нежеланием отказаться от представлений о спокойном залегании слоев палеозоя на жестком кристаллическом основании вы­звано ‘объяснение этих дислокаций влиянием ледника. М. М. Варен­цов тогда же первым высказал мысль о связи дислокаций четвертич­ного возраста с тектоническими явлениями на глубине.

Первые послевоенные годы характеризуются широким развитием структурно-картировочных и геологосъемочных работ на территории Ленинградской области и Прибалтики, а также составлением сводных карт и монографий по тектонике. Наиболее значительные из них, в ко­торых впервые было предложено структурное районирование рассма­триваемой территории, принадлежат Н. А. Кудрявцеву и Ф. А. Алек­сееву^ .

Н.: А. Кудрявцев (1946) на южном склоне Балтийского щита выде­лил Прибалтийскую впадину, простирающуюся до линии Гродно — Вильнюс — Смоленск — Орел, осложненную двумя вилообразными структурами близмеридионального простирания. Одна из них распола­гается между городами Двинском и Таллином, другая (гипотетиче­ская) между г. Смоленском и Онежским озером. Последняя, по мне­нию Н. А. Кудрявцева, ограничивает Московскую синеклизу с запада.

Ордовикский и Карбоновый уступы Н. А. Кудрявцев связывает с линейными глубинными структурами. Он отмечает отражение моло­дых структур осадочного чехла в современном рельефе, развивая да­лее идею А. П. Карпинского о связи современной орогидрографии с геологическим строением территории. Возникновение в осадочном чехле мелких структур Н. А. Кудрявцев объясняет местными верти­кальными движениями докембрийского фундамента в последевонское и более позднее время, а структуры более крупного размера относит к структурам облекания, неравномерного накопления и уплотнения.

Ф. А. Алексеев (1947) уточнил строение Прибалтийской впадины, выделив в ней ряд крупных структурных элементов, из которых на ха­рактеризуемой площади располагаются: Балтийский выступ фунда­мента (на юге до линии Рига — Псков — Новгород— Ладожское озе­ро); Латвийская седловина (полоса южнее линии Рига —Псков); При- ильменская впадина (на площади Псков — Невель — Валдай —Ла­дожское озеро); Валдайский вал, являющийся западной границей Мо­сковской синеклизы (приблизительно совпадающий с гипотетическим валом Н.А. Кудрявцева); Северо-Западное крыло Подмосковной впа­дины (восточнее Валдайского вала).

Кроме того, Ф. А. Алексеев наметил зоны вертикальных движений фундамента в нижнем и среднем палеозое по меридиану Чудского и Псковского озер, по линии Ладожское озеро —оз. Ильмень —г Холм и структурные уступы: Лужский (от Вороньего Камня на Ленинград, полукругом), Шелонский (по линии Псков — Новгород), Рижский (Псков Рига) и Холмский (идущий через г. Холм в северо-восточном направлении).

Все перечисленные выше структурные формы возникли, по мне­нию Ф. А. Алексеева, вследствие вертикальных движений фундамента. 11о его представлению ступенчатым переходам между положительны­ми и отрицательными формами кристаллического фундамента в оса­дочном чехле отвечают террасовидные уступы и асимметричные антиклинали с малыми амплитудами. С зонами структурных уступов свя­заны локальные поднятия.

А. Н. Федоров (1946), В. М. Сенюков (1947), Н. Д. Божок (1946 г.) установили, что нарушения, наблюдаемые в обнажениях горных пород могут быть вызваны не только тектоническими причинами, но и воз­действием ледника. В. М. Сенюковым было доказано ледниковое про­исхождение известных выходов кембрийских и ордовикских пород по Шелони и Поле и подтверждена точка зрения И. Лагузена о тектоническом происхождении нарушений в бурегских известняках на южном берегу оз. Ильмень.

О возможном существовании плавных пологих изгибов слоев в оса­дочном чехле, образующих структурные носы, купола и другие подоб­ные структуры платформенного типа, писал в одной из своих работ М. Э. Янишевский (1948 г.). Образование многих из них он связывал «...с подъемом глыб фундамента по рассекающим его трещинам».

Вместе с тем М. Э. Янишевский допускал, что ряд структур является структурами облекания выступов фундамента. Однако возникновение всех смятии и разрывов в слоях, видимых на естественных обнажени­ях, он объясняет исключительно воздействием давления края ледника. 1то же касается известных стратиграфических перерывов и несогласий на границе кембрия и ордовика, ордовика и девона, то они, по мнению м. г). Янишевского, являются результатом региональных эпейрогенических движений.

Изучая восточную часть Балтийского щита, К. О. Кратц (1955) отнес территорию Карелии к самостоятельной Карельской ветви каре- лид и разделил карельские образования на нижний и верхний каре- лий. В их структуре он выделил нижний структурный ярус, сложенный складчатыми, сильно метаморфизованными нижнекарельскими отло­жениями геосинклинального происхождения, и верхний структурный ярус, сложенный менее метаморфизованными верхнекарельскими отло­жениями мелководного морского и континентального генезиса. Л. Я. Харитонов (1955) разделил карельские образования на нижнє- и верхнепротерозойские (отнеся иотний к докембрию). По структурным особенностям в системе Карельской складчатости он выделил область ранних карелид с метаморфизованными отложениями нижнего и отча­сти верхнего протерозоя (Западно-Карельский антиклинорий) и окру­жающие ее Восточно-Карельскую и Восточно-Финляндскую зоны позд­них карелид. И те и другие с открытой части Балтийского щита протя­гиваются на его погребенные склоны.

Многочисленные новые данные были получены в течение 1946—1955 гг. при бурении опорных и структурных скважин. Результаты этих исследований, обобщенные В. А. Котлуковым и Б. Б. Митгарц (1955), Е. М. Люткевичем и М. И. Пейсиком (1957), позволили уточнить и до­полнить прежние представления о тектоническом строении территории. Было подтверждено наличие в районе г. Пскова крупных поднятий (Локновского и Лопатовского).

Существенно пополнились сведения о тектонической структуре рассматриваемого региона в процессе поисков подземных хранилищ для природного и сжиженного газа (М. И. Пейсик, Л. И. Станкевич и др., 1956—1968 гг.). Многочисленные пробуренные с этой целью сква­жины, в сочетании с геологической съемкой и геофизическими иссле­дованиями, помогли детализировать структурный план территории, уточнить отдельные моменты его формирования. Особенно важной ока­залась роль площадных аэромагнитных и гравиметрических исследо­ваний, маршрутных сейсмических и электроразведочных работ, с по­мощью которых было создано представление о внутренней структуре, вещественном составе и форме поверхности кристаллического фунда­мента, уточнено строение осадочного покрова.

Опираясь на данные глубокого бурения и геофизических исследований, Е. М. Люткевич (1953 г.) высказал мысль, что структуры в оса­дочном чехле соответствуют структурам кристаллического фундамента, проявляющимся в форме его поверхности. Это положение было повто­рено Э. Э. Фотиади (1958) и легло затем в основу многих тектониче­ских карт, на которых рельеф («структура») поверхности кристалличе­ского фундамента интерпретировался как проявление его тектониче­ской структуры, унаследованной осадочным чехлом.

В 1958 г. Э. Э. Фотиади опубликовал схему тектонического строения докембрийского фундамента, из которой явствует, что в пре­делах Русской платформы он образован в основном породами архея.

Разработанная Л. А. Варданянцем схема стратиграфии суперкрустальных образований фундамента использовалась как основа для стратиграфического расчленения древних кристаллических пород в по­следующих подобных работах. Она не утратила своего значения и в настоящее время.

В 1964 г. вышла в свет серия палеогеологических карт под редак­цией Е. П. Брунс и А. Я. Дубинского. На картах подробно освещено геологическое строение северо-запада Русской плиты. Большой инте­рес представляют выводы Е. П. Брунс о том, что консолидация кристаллического фундамента в пределах рассматриваемого региона завершилась только в позднем протерозое, между протерозойским и па­леозойским этапами геологического развития платформы произошла структурная перестройка, в процессе которой наибольшей тектониче­ской активностью отличался край Балтийского щита и т. д. В пределах территории Северо-Запада авторы палеогеологических карт выделили следующие крупные структуры: Балтийскую и Московскую синеклизы, Латвийскую седловину, Приладожский, Прионежский, Коношский и Крестецкий прогибы, Локновское поднятие.

В 1967 г. была издана одна из наиболее полных сводок о геологи­ческом строении кристаллического фундамента Русской платформы, подготовленная группой сотрудников Западного геофизического треста под руководством В. Н. Зандера. В основу этой работы положены главным образом результаты комплексных геофизических исследова­ний. В ней детально рассмотрены все вопросы, связанные с внутренним строением, вещественным составом и особенностями современного рельефа докембрийского фундамента. По представлениям авторов ра­боты, большая часть рассматриваемой территории относится к Балтийскому щиту, обрамленному с юга Латвийской седловиной и с юго-во­стока Крестецким авлакогеном. Центральную ее часть (в районе Нов­города) занимает обширный массив гранитов архейского возраста, об­рамленный со всех сторон системами протерозойских складчатых со­оружений. Архейские^гранитовые массивы выделяются также в северо­восточной (Олонецкий) и в восточной (Пестовский) частях территории. Отдельные их участки частично или полностью переработаны процес­сами складкообразования в протерозойское время. Архейские массивы и обрамляющие их протерозойские складчатые образования контакти­руют между собой по системам глубинных разломов, четко выражен­ным в виде зон градиентов и полосовых магнитных аномалий.

Данные, полученные в результате геофизических и геологических исследований в последние годы, позволили В. Н. Зандеру еще более уточнить и детализировать представления о строении кристалличе­ского фундамента и построить для южного склона Балтийского щита структурные карты. На основе этих карт с учетом материалов К. О. Кратца (1957, 1958 гг.), Л. Я. Харитонова (1958) и В. А. Пере­возчиковой (1957, 1962 гг.) была составлена тектоническая карта до­кембрийского фундамента, помещенная в настоящем томе.

В середине шестидесятых годов группой сотрудников Ленинград­ского государственного университета и Лаборатории аэрометодов под руководством С. С. Шульца были проведены исследования с целью ус­тановления связей между формами рельефа современной поверхности и тектонической структурой региона (Шульц и др., 1963; Можаев и Можаева, 1964; Можаев, 1966). В результате было установлено (Б. Н. Можаев) преобладание прямых связей.

С. С. Бауков и позднее А. ҐІ. Саломон установили непосредствен­ное влияние тектонических движений на характер осадконакопления и размещение месторождений полезных ископаемых в Прибалтийском бассейне горючих сланцев (Бауков, 1955) и в Боровичско-Валдайском районе Подмосковного угленосного бассейна (Саломон, 1966).

Накопившийся к настоящему времени обширный геологический и геофизический материал позволяет не только видеть особенности со­временной структуры, но также восстановить историю ее возникнове­ния и развития.

Обобщение и анализ этого материала и его сопоставление с дан­ными по значительной части Русской плиты и восточной окраины Балтийского щита выполнены в течение последних лет большим коллекти­вом геологов и геофизиков Северо-Западного геологического управле­ния и Западного геофизического треста. В результате произведено гео­тектоническое районирование и выяснены особенности геологической структуры кристаллического фундамента. Получено представление о слагающих его складчатых системах, их возрасте и главных элемен­тах структуры. В геологическом разрезе осадочного чехла выделены возрастные структурные подразделения, установлены особенности их тектонического развития и строения. Установлены зоны вертикальных нарушений и прослежена историческая и генетическая связь между дизъюнктивными и пликативными структурами. Рассмотрены соотно­шения между строением осадочного чехла, формой поверхности кри­сталлического фундамента и рельефом современной поверхности