Глава 2. Геологическое строение

ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

Стратиграфия

Территория Ленинградской области расположена на северо-западной окраине Русской платформы, докембрийский фундамент выходит на поверхность только в районе Карельского перешейка, который составляет часть Балтийского щита. В докембрийское время на этой территории из недр Земли поднималась огненно-жидкая магма. У поверхности Земли магма остывала, затвердевала и превращалась в граниты и другие кристаллические породы.

Древнейшие архейские и протерозойские породы – граниты (рис. 7), диориты и измененные − метаморфические − гнейсы Карельского перешейка составляют часть так называемого Балтийского кристаллического щита.

Рисунок 7. Граниты […]

Граниты встречаются в г. Выборг «Парк Монрепо». Эратические валуны угловатые, это означает, что порода «местная».

В основании палеозойских отложениях лежат синие кембрийские глины, их мощность достигает 100 м. Глины широко распространены, они наблюдаются в обнажениях многих рек: Луга, Ижора, Саблинка, Тосна, Поповка, Волхов, Сясь.

По маршруту полевой практики мы наблюдали голубые глины на берегу реки Тосна и в Никольском карьере. Ордовикские отложения более разнообразны: это пески и песчаники, известняки, доломиты, глинистые и горючие сланцы. Они встречаются на Балтийско-Ладожском глинте (глинт от лат. слова – glint обрыв, уступ). Глинт протянулся в широтном направлении к югу от реки Невы и Финского залива, через всю Ленинградскую область; пересекает реку Копорку, Ижору, Саблинку, Тосну, Лаву и др. (рис. 8).

Рисунок 8. Глины […]

На рисунке 9 мы видим залегание пластов на р.Саблинка. Информация о наблюдаемых пластах и измерения представлены в таблице 1.

Рисунок 9. Водопад на р. Саблинке […]

Таблица 1

Информация о наблюдаемых пластах и измерения […]

ЭОН	Эра	Период	Литологическая колонка	Мощность (м)
фанерозой	палеозойская	ордовикский	известняки Таллинскогогоризонта	размытый
			Известняки Кундского горизонта	12
			известняки Волховского горизонта	2
			глауконитовые песчаники	0,5
			диктионемовые сланцы	015-0,20
			оболовые пески	2
		кембрийский	кварцевые пески

 

Тектоника

Ленинградская область расположена в пределах двух тектонических структур. На севере и северо-западе она занимает южную окраину

Балтийского щита, а на юге и юго-востоке − северо-западную часть Русской плиты. Формирование Балтийского щита происходило 2-3 млрд. лет назад, в архейскую и протерозойскую эры истории развития земной коры. Его слагают горные породы метаморфического и магматического происхождения − гнейсы, сланцы и амфиболиты, возникшие в результате преобразования осадочных и вулканогенных пород. Их толщи пронизаны породами, образовавшимися в результате внедрения магматических расплавов в разломы и трещины земной коры, представленные в области габброноритами, габбро-диабазами и гранитами различных расцветок. Поверхность таких гранитов покрыта коркой. Сбив ее, можно увидеть розоватокоричневатую породу порфировидного строения с кристаллами полевого шпата, не устойчивого к выветриванию.

Толща пород Балтийского щита смята в складки и разбита на отдельные блоки, которые на его южном склоне становятся фундаментом Русской плиты, погребенным под чехлом более молодых осадочных отложений. В пределах области эти образования обнажены на Карельском перешейке, в Выборгском и Приозерском районах. В черте Санкт-Петербурга они залегают на глубине около 200 м, а па востоке и юго-востоке области на глубине 700-800 м ниже уровня океана. 

На протяжении большей, части протерозойской эры (отрезок времени около 1 млрд. лет) область входила в геосинклинальную зону, отличающуюся магматической деятельностью, повышенной сейсмичностью и процессами метаморфизма. В тот период территория области опустилась и сюда вторглось море. В процессе последовавшего затем поднятия суши образовались горы.

На протяжении 600-700 млн. лет от конца протерозойской эры до наших дней известно о многократной смене морских и континентальных условий на территории области, связанной с вековыми, медленными колебательными движениями земной коры. Во время погружений ее отдельных участков море наступало, а во время поднятий − отступало. Моря эти были относительно мелководны, и на их дне накапливались песчаноглинистые и карбонатные осадки. Со временем рыхлые осадки превратились в песчаники, алевролиты, аргиллиты, мергели, известняки, доломиты, а также глины. Захороненные в них части скелетов, панцирей и раковин окаменевали. По косой слоистости песчаных пород, свидетельствующей о мелководности бассейнов, и сохранившимся в ископаемом состоянии знакам ряби, по составу ископаемых представителей фауны и флоры удалось установить, что в далекие времена, когда северо-запад Русской равнины был покрыт морями, территории области соответствовали прибрежно-морские зоны. Осадочный чехол Русской плиты сложен породами, сформировавшимися на дне мелководных морей, озерными, речными и ледниковыми осадками, формировавшимися в континентальных условиях, а также погребенными почвами и древними корами выветривания. В основании чехла залегают сероцветные глинистые породы, возникшие в верхнем протерозое, над ними − породы нижнего кембрия, с которого началась эра древней жизни − палеозой. В обеих породах сохранились остатки обитателей морского дна − древних водорослей и червей, а в кембрийских отложениях − также раковины плеченогих моллюсков и панцири вымерших членистоногих − трилобитов. Породы верхнего протерозоя (так называемой валдайской серии) есть на южном берегу Финского залива и юге Карельского перешейка. Породы нижнего кембрия (его так называемой балтийской серии) в частности исключительно пластичные синие глины, прослеживаются от города Усть-Луга через Ломоносов и Стрельну к южным окрестностям Ленинграда, а также на южном побережье Ладожского озера от устья Свири до Лодейного Поля. Над кембрийскими породами находятся кварцевые песчаники. По направлению погружения кристаллического фундамента Русской плиты происходит смена выходов на земную поверхность более древних осадочных пород более молодыми. Выходы кембрийских пород возраста 500-750 млн. лет сменяются выходами ордовикских пород возраста 440-500 млн. лет, затем выходами пород девонского возраста 350-405 млн. лет и, наконец, выходами пород каменноугольного возраста 285-350 млн. лет. Силурийский (от 440 до 405 млн. лет) и пермский (230-285 млн. лет) периоды палеозойской эры не оставили следов на территории области.

После освобождения от кембрийского моря территория области некоторое время оставалась сушей. В ордовикский период она была затоплена морем, на дне которого накопились осадки. Они превратились в песчаники, известняки и доломиты, явившиеся вместилищем фосфоритов и горючих сланцев. Самые древние ордовикские породы − кварцевые песчаники переполнены створками раковин моллюсков оболюсов (по наименованию которых их называют оболовыми). На оболовых песчаниках залегают так называемые диктионемовые сланцы − глинистые породы, на 15-20% состоящие из органического вещества − остатков морских организмов граптолитов. Наибольшая часть ордовикских пород − известняки и доломиты содержат окаменелые остатки беспозвоночных животных − обитателей теплого ордовикского моря (губок, мшанок, червей, моллюсков, членистоногих, иглокожих), а также водорослей. Разложение отмерших синезеленых водорослей и некоторых других организмов привело к образованию среди известняков пачек горючих сланцев − кукерситов − результат насыщения карбонатных илов органическим веществом − керогеиом. 

Большая часть области к югу от реки Оредеж расположена на так называемом Главном девонском поле, породы которого возникли в морских, прибрежно-морских, лагунных и континентальных условиях. Помимо остатков беспозвоночных животных в этих породах сохранились остатки двоякодышащих и кистеперых рыб.

Начиная с каменноугольного периода и до наших дней (на протяжении 350 млн. лет) территория области существует как суша. Правда, в последние 10 тыс. лет оказались затопленными участки, прилегающие к Финскому заливу и Невской низменности. Палеозойские горные породы, возникшие в континентальных условиях, сохранились в Тихвинском районе и Прионежье. Это бокситоносные отложения каменноугольного периода. Бокситы − алюминиевая руда. Образование бокситов − следствие химического выветривания горных пород, содержащих алюминий, протекающего в условиях тропического климата с сезонной сменой засушливого и дождливого периодов.

В четвертичном периоде, начавшемся миллион лет назад и продолжающемся в настоящее время, территория области по меньшей мере четыре раза оказывалась под ледниковым покровом толщиной в многие сотни метров. Каждый из ледников, надвигавшихся с севера и северо-запада, переносил отложения ледника-предшественника. В связи с этим в наши дни сохранились в основном лишь осадки последнего (валдайского оледенения), называемые моренами, − валуны, галька, песок, глина. 

Немногим более 10 тыс. лет назад на территории области перед отступавшим краем ледника возникло приледниковое озеро, на его дне отложились ленточные глины, слоистость которых отражает смену времен года. Природный календарь показал, что скорость отступания ледника равнялась 450 м в год, а озерное происхождение ленточных глин доказали остатки пресноводных рыб (сигов, сомов и т. д.). Озеро оказалось недолговечным. Около 9500 лет назад во впадину, занятую Балтийским морем, хлынули воды из Атлантики и Белого моря. Возникло Иольдиевое море, получившее свое название по имени моллюсков иольдиа, раковины которых вместе с остатками морских диатомовых водорослей сохранились в косослоистых донных песках. Иольдиевое море играло роль пролива между Балтийским и Белым морями. Его береговая линия в виде уступа высотой до 25-30 м − Балтийско-Ладожского глинта тянется через область от устья Сяси до города Палдиска. Глинт выражен южнее Петродворца по линии с. Каргино, Пулково, Чернышево, Мишкино, Заохотье и Путилово. На севере берегом Иольдиевого моря служили Юккские и Токсовские высоты, тянувшиеся к Финскому заливу от берегов Ладожского озера. Во время максимального распространения моря, когда его глубина достигла 40-55 м, эти высоты вместе с Колтушскими высотами превратились в архипелаг.

Уровень Иольдиевого моря не был постоянным. Его границы расширялись и сокращались. Был период, когда оно отступило на запад и на территории Балтики и прибрежных землях возникло Балтийское ледниковое озеро, о существовании которого свидетельствуют остатки пресноводных водорослей. В связи с этим говорят о Первом Иольдиевом море, предшествовавшем Балтийскому озеру, и о Втором Иольдиевом море, возникшем позже.

Поднятие Скандинаво-Финского массива привело к прекращению связи Второго Иольдиевого моря с Атлантикой. Образовался замкнутый опресненный бассейн. Ом занимал место теперешнего Финского залива и прилегающей к нему суши, о чем можно судить по серым суглинкам, глинам, супесям, реже желтоватым кварцевым пескам и погребенным торфяникам. У Выборга, Кронштадта и Санкт-Петербурга их толщина измеряется от 0,5 до 4 м. По обнаруженным в них остаткам пресноводных моллюсков анцилюсов озеро было названо Анцнловым. Просуществовало оно около 2000 лет. Примерно 6800 лет назад его котловина, находящаяся в заболоченной местности, сильно сократилась и начала затопляться с запада водами нового − Литоринового моря, получившего название по имени моллюска литорина, обитавшего в опресняемом реками прибрежном мелководье.

Вторжение Литоринового моря на территорию области произошло после образования Датского полуострова и возникновения проливов

Большой и Малый Бельт, по которым воды Северного моря проникли в Анциловое озеро. Литориновое море достигло Ладожского озера. 3000 лет оно покрывало северо-западную окраину области, и около 3800 лет назад началось его отступание, которое в конце концов привело к установлению нынешних границ Балтийского моря и Финского залива. Поднятие чаши Ладожского озера и опускание дна современных балтийского и Северного морей привели к отступанию бассейна. Уровень Ладожского озера раньше был выше уровня Литоринового моря на 17-18 м. Ладожские воды прорвались в залив Литоринового моря. В результате этого примерно 4000 лет назад образовалась Нева − своего рода канал, соединивший Ладожское озеро и нынешний Финский залив − в прошлом залив Литоринового моря. На месте прорыва как его памятник сохранились Пелльские пороги, которые преодолевает Нева в 40 км от Ленинграда. Реки Тосна, впадавшая в Литориновое море, и Мга, впадавшая в Ладожское озеро, перестали быть самостоятельными и стали притоками Невы. На дне Литоринового моря образовались диатомиты − скопления панцирей диатомовых водорослей, представляющие полезное ископаемое. С послеледниковой эпохой связано торфообразование, которое, начавшись 10-11 тыс. лет назад, продолжается по сей день. Подстилают торфяные залежи слои сапропеля − также полезного ископаемого − ила на дне озер, пересыщенного органическим веществом. Это свидетельствует о существовании озера, на дне которого образовался сапропель, потом озеро начало заболачиваться и превратилось в торфяное болото.

В первый день практики мы посетили р. Саблинка и р. Тосна. Реки Тосна и Саблинка прорезают Ордовикское плато, образуя глубокие каньонообразные долины с отвесными обнажениями. Саблинский – это целый геологический комплекс, включающий обнажения, пещеры, водопады. 

Здесь расположены два водопада: Саблинский (высотой 3,5 м, шириной 10 м) и Тосненский (2,5 и 50 м, соответственно). Высота водопадов меняется из года в год.

На берегах реки Саблинка нами были обнаружены залегающие горизонтально обнажения пластов известняков волховского и кундского горизонта ордовикского периода палеозойской эры. Известняки образовались в море из сцементированных обломков органических карбонатных осадков.

Под Саблинским водопадом расположены глауконитовые песчаники. Глауконитовый песчаник образуется только в воде, состоит

преимущественно из зерен зелёного, синевато-зелёного минерала глауконита, в состав которого входят соединения меди. Пройдя вниз по течению, мы увидели пласты песчаников, радиоактивных диктионемовых сланцев косой слоистости ордовикского периода. Песчаники с вкраплениями известняка образовались в море. Образование толщи диктионемовых сланцев происходило в спокойном морском бассейне. Следовательно, можно сказать, что в ордовике на этой территории было море.

Следуя вверх по течению, мы обнаружили промоину, которая была образована временным водным потоком. В ней присутствуют оболовые и кварцевые пески кембрийского периода. Через 170 шагов находится карстовая воронка, рядом залежи известняка.

Также на этой территории заметна работа ледника: присутствует передняя морена, состоящая из окатанных эрратических гранитных валунов, которые не свойственны для этой местности.

На реке Тосна имеются выходы на поверхность голубых глин кембрийского периода, образовавшихся в спокойном речном течении.

В долине реки присутствуют пески, среди которых есть пласты глины, что говорит о том, что это древняя речная долина.

Во второй день практики мы посетили город Кронштадт, Сестрорецкий рубеж и город Выборг.

Под Сестрорецком начинается Балтийский щит, сложенный протерозойскими породами. Сестрорецкий рубеж находится на песчаных дюнах на берегу древнего Литоринового моря.

Город Выборг расположен на Балтийском щите. 

Парк Монрепо в Выборге расположен на острове Твердыш, образованном 4 гранитными монолитными основаниями, которые возникли в результате подъема с большой глубины участка плиты на основном Скандинавском разломе после таяния ледника. Основной ландшафт парка – гранитные скалы, образованные в результате движения ледника на север. В парке встречается большое количество эрратических гранитных валунов, перенесённых ледником.

На третий день мы посетили Дудергофские высоты, представляющие собой группу холмов ледникового происхождения. Высшая точка – 176 м. (г. Ореховая). Существует несколько гипотез, как образовались складки горных пород на Дудергофских высотах.

По мнению многих ученых, ледник приволок на вершины Дудергофской и Кирхгофской возвышенностей песчаники, пески и глины кембрия, перекрыв ими известняки ордовика. Продвигаясь с северо-запада на юго-восток, он встретил на своем пути препятствие в виде уступа-глинта и именно здесь оставил громадные глыбы-отторженцы.

Но не все согласны с таким объяснением. Некоторые геологи считают, что нарушения палеозойских пород на Дудергофских высотах произошли в результате тектонических передвижений участков земной коры еще в дочетвертичное время.

В 1974 году геолог А. В. Волин выдвинул еще одну гипотезу возникновения Дудергофских складок. Он объясняет их происхождение по аналогии с «соляными куполами», образованными в результате истечения пластичной каменной соли под действием на нее давления вышележащих горных пород, в результате чего соль выжимается и внедряется в вышележащие породы. 

На Дудергофских высотах пластов каменной соли нет, но кембрийскне глины пластичны, и они могли выжиматься, разбухая от воды, приходящей с ледника, образуя антиклинали. Это доказывают размеры пластов: в районе Саблинских пещер они залегают также, как и в районе Дудергофских высот, одно лишь различие в толщине пласта глины, который во втором случае увеличен в два раза, что свидетельствует о наличии «соляной тектоники».

Полезные ископаемые

Территория Ленинградской области достаточно богата полезными ископаемыми. Бокситы, сланцы, глина, фосфориты, песок, известняк – основные природные ископаемые.

Ленинградская область находится на стыке двух больших тектонических структур. Северо-западная часть области принадлежит Балтийскому кристаллическому щиту. Здесь на поверхность выходят раннепротерозойские породы. Время образования пород примерно составляет более 600 млн. лет назад, считается, что породы сформировались в результате вулканических извержений. В кембрийский период сформировались толщи осадочных пород: синие глины с прослойками песчаников. Месторождения фосфоритов и горючих сланцев образовались около 400 млн. лет назад в ордовикский период. В каменноугольный период образовались месторождения известняков, бокситов и доломитов. В четвертичные периоды рельеф области окончательно сформировался, как полагают ученые. 

В недрах области содержатся большие запасы строительных природных материалов. На территории залегают огромные запасы таких полезных ископаемых, как гранита, кирпичной и огнеупорной глины, известняка, формовочного песка. Гранит добывают на севере Карельского перешейка, чаще всего он используется в качестве облицовочного материала в строительной сфере. Недалеко от города Пикалево сосредоточены залежи известняков. Огромное количество болот области обуславливает большие запасы торфа, здесь находится более 2300 месторождений. Также здесь добывают фосфатные руды, горючие сланцы, кварцевые стекольные пески. Ленинградская область знаменита синими кембрийскими глинами и термальными водами.

На маршруте следования р. Саблинка – р. Тосна нам встретились такие обнажения горных пород, как известняк волховского горизонта, известняк кондского горизонта, диктионемовые сланцы, синие глины, оболовый песчаник, глауконитовый песчаник, кварц, глины с железистыми конкрециями, характерные для Саблинско-Тосненского район исследования. Область Дудергофских высот по морфологическому строению схожа с предыдущим районом исследования, но если там рельеф в основном обоснован деятельностью моря, и слои горных пород залегают почти горизонтально, то здесь возвышенности посреди равнины образовались в следствие соляной тектоники, когда углубленный слой синих глин набухал и поднимал верхние слои пород, которые в результате залегли под углом. Также для последней местности характерны обнажения гранита и эрратические валуны гранита, которые принёс с собой ледник. 

На маршруте Сестрорецк – Выборг мы проследили, что рельеф в зоне Сестрорецкого рубежа образован деятельностью моря, а потом – ветра, в результате чего данная местность напоминает дюны. Местность вокруг Выборга представляет собой часть Балтийского щита, террасированные равнины и моренные возвышенности. Для нее характерны граниты, гранитогнейсы, диориты, мигматиты, песчаники, синие глины с прослоями песков, валунные суглинки. Значения высот не превышают 200 м. Никольский карьер используется для добычи глин, используемых в производстве огнеупорных кирпичей, и известняков, из которых делают экологически чистые плиточные покрытия.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате пройденной практики нами было дано описание физико-географического положения Ленинградской области, были освоены методики геологической сьемки, а также выполнена научная обработка собранных полевых материалов.

Во время прохождения маршрутов были разобраны и продемонстрированы на конкретных примерах такие темы, как геологическое строение территории, полезные ископаемые, а также формы, слагающие рельеф. Мы получили навыки ведения маршрута, узнали методы полевых геологических наблюдений, а также научились описывать и документировать естественные и искусственные обнажения горных пород.

В ходе прохождения практики мы закрепили полученные теоретические знания, которые могут быть использованы в различных аспектах нашей профессиональной деятельности.

Таким образом, поставленные цели и задачи практики нами полностью выполнены.