3.2. Стратиграфия

Возрастные соотношения описанных ниже стратиграфических подразделений приведены в табл.1 приложения, где также отражено их соответствие единицам международной стратиграфической шкалы.

3.2.1. Архейская акротема

Самые древние, архейские, породы, возраст которых более 2500 млн лет, выходят на дневную поверхность в северной части Карельского перешейка в Выборгском и Приозерском районах. Они представлены различными гнейсами и кристаллическими сланцами, прорванными многочисленными интрузиями гранитов, реже диоритов и габбро. Наиболее крупный гранитный массив – Выборгский, расположен в северо-западной части Карельского перешейка.

3.2.2. Протерозойская акротема

В пределах территории проведения практики протерозойские отложения на поверхности не обнажены. Их выходы наблюдаются только на Онежско-Ладожском перешейке и в Подпорожском районе. В остальных местах их вскрывают только скважинами. Эти отложения представлены пестроокрашенными и красноцветными кварцито-песчаниками шокшинской свиты нижнего протерозоя с силлами средних и кислых пород и прослоями мигматитов.

Рифейская система. Выше по разрезу располагаются гравелиты и конгломераты рифея, обнажающиеся в юго-восточной части Приозерского района. Южнее (ближе к Санкт-Петербургу) выходы протерозоя представлены песчаниками с прослоями глин, алевролитов и конгломератов котлинского горизонта. В котлинских отложениях проложены линии городского метро.

Вендская система. Отложения венда, с которых начинается сводная стратиграфическая колонка, приведенная в табл.1, согласно современным представлениям, входят в состав ломоносовской свиты вместе с частью образований нижнего отдела кембрийской системы, и поэтому их описание приводится ниже.

3.2.3. Фанерозойская акротема

Палеозойская эратема. Кембрийская система. В отложениях кембрийской системы, имеющих возраст 570-490 млн лет, на территории Ленинградской области выделяется три отдела – нижний, средний и верхний, представленные следующими свитами.

Нижний отдел. Ломоносовская свита. Отложения ломоносовской свиты на территории проведения практики на поверхность не выходят, но по данным бурения представлены песчаниками, алевролитами и глинами. Ломоносовская свита соответствует ровенскому горизонту верхнего венда и нижней части лонтоваского горизонта нижнего кембрия.

Мощность свиты доходит до 23 м.

Сиверская свита. Отложения сиверской свиты обнажаются по берегам и руслам рек, пересекающих глинт: от р. Луги на западе до р. Сясь на востоке. В обнажениях вскрывается только верхняя часть свиты, которая сложена голубовато-серыми глинами (так называемые «синие глины»), содержащими многочисленные включения пирита и отдельные прослойки алевролитов. Органические остатки встречаются крайне редко. Главным образом, это трубки морских червей и споры растений, известны единичные находки панцырей трилобитов. По составу органических находок сиверская свита отвечает верхней части лонтоваского горизонта нижнего кембрия.

Мощность отложений составляет более 120 м.

Средний отдел. Саблинская свита. Отложения саблинской свиты известны еще под названием «ижорские пески». Свита имеет широкое распространение, прослеживаясь в виде узкой полосы вдоль глинтового уступа. Она с размывом перекрывает подстилающие образования и имеет существенно песчаный состав. Слагающие ее кварцевые пески хорошо отсортированы, обладают мелкозернистой структурой и отчетливо выраженной горизонтальной, косой или волнистой слоистостью. Изредка среди песков фиксируют тонкие прослои глин и алевролитов. Органические остатки представлены акритархами. Саблинская свита включает в себя два яруса международной стратиграфической шкалы – майский и амгинский среднего кембрия.

Мощность свиты варьирует в широких пределах, достигая 28 м.

Верхний отдел. Ладожская свита. Отложения ладожской свиты выходят на дневную поверхность в обрывистых берегах большинства рек, в том числе Тосны, Саблинки и Поповки, залегая с несогласием на выветрелой ожелезненной поверхности саблинской свиты. В основании свиты выделяется базальный слой, состоящий из неравномерно сортированных и окатанных кварцевых песков с многочисленными вкраплениями железистых включений в виде бобовин, обычно ориентированных по слойкам косых серий. Выше базального слоя расположена пачка переслаивания тонколистоватых серых и бурых уплотненных глин, алевритов и песчаников, часто образующих маломощные (2-7 см) линзовидные или четковидные прослои. Последние в большинстве случаев характеризуются неровными поверхностями наслоения со следами перерывов в осадконакоплении. Разрез свиты венчается слоем (до 3 м) плотных кварцевых песков, залегающих со следами размыва на подстилающих их образованиях. По всему разрезу встречаются органический детрит, а также целые раковины или обломки раковин беззамковых брахиопод. Возраст свиты по этим находкам устанавливается как позднекембрийский, завершающий этап которого в международной стратиграфической шкале пока выделен под названием «володарского».

Мощность свиты доходит до 4,4 м.

Ордовикская система. На территории проведения практики в ордовикской системе, имеющей возраст 490-438 млн лет, выделяется только два отдела – нижний и средний.

Нижний отдел. Тосненская свита. Сложена светло-серыми и желтовато-серыми разнозернистыми песчаниками с характерной прибрежно-морской диагональной косой слойчатостью. Песчаники обладают различной степенью цементации: от рыхлых до среднесцементированных разновидностей. Контакт с подстилающими отложениями несогласный, размывной, о чем свидетельствуют находки в некоторых разрезах в основании песчаной толщи слоя мелкогалечных конгломератов мощностью 0,1-0,3 м, сцементированных гидроксидами железа.

Породы содержат многочисленные обломки и целые створки раковин беззамковых брахиопод семейства оболид (obolus), что послужило основанием дать им название оболовых песчаников. Раковины брахиопод имеют хитиново-фосфатный состав и содержат до 35 % пятиокиси фосфора.

Мощность свиты в местах выхода на поверхность составляет 2-4,5 м, возрастая в южном направлении до 20 м. С нею связаны месторождения фосфоритов, из которых эксплуатируется Кингисеппское.

Копорская свита. Согласно перекрывает тосненские песчаники и состоит из темно-бурых и черных тонкослоистых диктионемовых сланцев, среди которых отмечаются тонкие прослои песка и алевролита. Сланцы обогащены органическим веществом, составляющим до 20 % массы породы. В них встречаются кристаллы гипса, налеты серы, конкреции пирита, марказита, антраконита.

Возраст тосненской и копорской свит соответствует пакерортскому горизонту тремадокского яруса нижнего ордовика.

Мощность свиты изменчива и колеблется от 0,15 до 6,5 м.

Назиевская свита. Представлена глауконитовыми песчаниками и глинами, залегающими на размытой поверхности диктионемовых сланцев или непосредственно на оболовых песчаниках тосненской свиты. В нижней части толщи песчаники рыхлые, вверх по разрезу они обогащаются карбонатным цементом и постепенно переходят в глауконитовые известняки. Значительное присутствие зерен глауконита придает породам характерный зеленоватый цвет. Органические остатки представлены раковинами замковых брахиопод, фрагментами скелетов иглокожих и панцырями трилобитов.

Назиевская свита соответствует варангускому горизонту международной шкалы.

Мощность назиевской свиты не превышает 2 м.

Волховская свита. Данной свитой начинается карбонатная часть разреза ордовика. Слагающие свиту известняки и доломиты неоднородны по литологическому составу и подразделяются на несколько разновидностей. В нижней части преобладают пестроокрашенные доломитизированные глауконитовые известняки. Выше развиты желтоватые массивные известняки с прослоями мергелей и глин. Венчает разрез пачка переслаивания глинистых и доломитизированных известняков.

Наиболее распространенными органическими остатками являются головоногие моллюски, брахиоподы и трилобиты, позволяющие отнести свиту к волховскому горизонту международной шкалы.

Мощность отложений колеблется от 1,5 до 6,5 м.

Обуховская свита. Почти нацело сложена серыми и зеленовато-серыми, неравномерно доломитизированными, глинистыми известняками. В основании толщи выделяется маркирующий слой мергелей с обильными включениями железистых оолитов (нижний чечевичный слой). В известняках встречаются многочисленные остатки прямых раковин головоногих моллюсков из подкласса эндоцератид и трилобитов. Преобладание в находках погребенной органики эндоцерасов послужило основанием называть эти известняки эндоцератитовыми.

Мощность свиты – от 1,5 до 7,5 м.

Обуховская свита соответствует кундаскому горизонту и вместе с подстилающими ее волховской и назиевской свитами входит в состав аренигского яруса нижнего ордовика.

Средний отдел. Медниковская свита. Свита представлена эхиносферитовыми известняками, которые названы так по присутствию в них окаменелостей морских пузырей. Породы окрашены в пестрые зеленовато-серые тона с лиловыми и розовыми пятнами. Граница между ними и подстилающими известняками обуховской свиты проводится по подошве мергелей – верхнего чечевичного слоя, обогащенного оолитами лимонита, мощностью от 0,15 до 1 м.

По комплексу фаунистических остатков отложения медниковской свиты коррелируют с азериским, ласнамягским и ухакуским горизонтами вместе взятыми, которые, в свою очередь, входят в лланвирнский и лландейлский ярусы среднего ордовика.

Мощность медниковской свиты варьирует от 0 до 6 м.

Девонская система. Отложения девонской системы (возраст 408-360 млн лет) с большим стратиграфическим несогласием (из разреза выпадают верхний ордовик, силур и нижний девон) ложатся на различные толщи ордовика, и в них выделяются две свиты, выходы которых на поверхность можно проследить в верховьях р. Поповки.

Средний отдел. Наровская свита. Разрез наровской свиты имеет двучленное строение и характеризуется в нижней части переслаиванием мергелей, доломитов и известковистых глин, а в верхней – алевролитов и песчаников. В базальной части свиты часто обнаруживают обломки подстилающих пород, скрепленные железистым цементом. В ряде мест в породах свиты встречаются остатки рыб, указывающие на их принадлежность к наровскому горизонту эйфельского яруса. Наровская свита дала название наровскому горизонту эйфельского яруса среднего девона.

Мощность отложений не превышает 6 м.

Буртниекская свита. Представлена толщей красных, косо- и горизонтально-слоистых, слабо сцементированных кварцевых песчаников и песков. В основании прослеживаются линзы конгломерата с галькой карбонатных пород наровской свиты. Песчаники содержат обильные фрагменты скелетов кистеперых рыб, указывающих на принадлежность свиты к буртниекскому горизонту живетского яруса, а вместе с подстилающей наровской свитой – к среднему девону.

Мощность свиты около 40 м.

Кайнозойская эратема. Охватывает возрастной интервал от 65-70 млн лет до ныне. Она подразделяется на три системы – палеогеновую, неогеновую и четвертичную.

Палеогеновая система. Продолжительность палеогенового периода 40-45 млн лет. Палеогеновая система расчленяется на три отдела – палеоцен, эоцен, олигоцен.

Отложения палеогена в морских фациях установлены в пределах рассматриваемого района только в Южной Прибалтике (Калининградская область), где описана толща терригенных осадков мощностью до 100 м, представленных песками, глинами и кремнистыми глинами, которые лежат на породах мелового возраста. В кремнистых глинах встречены редкие фораминиферы, а также многочисленные диатомеи и радиолярии, указывающие на их морское происхождение. В составе толщи отмечены прослои лигнита, а в песках – желваки и куски янтаря.

Основная часть разреза имеет палеоценовый и эоценовый возраст и соответствует максимуму трансгрессии моря, распространившегося из Южной и Центральной Европы.

С конца эоцена и в олигоцене по всей территории северо-запада устанавливаются континентальные условия, происходит размыв ранее отложенных осадков мезозоя и палеозоя настолько глубоко, что здесь отсутствуют даже коры выветривания, развитые севернее (на Кольском полуострове и в северной Финляндии). Однако не исключена возможность установления глинистых осадков палеогена в донных отложениях Ладожского и Онежского озер, расположенных в зонах длительного тектонического прогибания. На территории проведения практики выходы отложений палеогена отсутствуют.

Неогеновая система. Продолжительность неогена 22-24 млн лет. Он подразделяется на два отдела – миоцен и плиоцен.

До 80-х годов отложения неогена (континентальная песчано-глинистая толща) мощностью в несколько десятков метров выделялись только в Калининградской области. Возраст толщи устанавливался на основании определения споропыльцевого комплекса и считался плиоценовым. Полагалось, что на миоценовом этапе развития территории либо осадконакопление не происходило вообще, либо отложения этого возраста были подвергнуты экзарации в четвертичном периоде.

За последние полтора десятилетия по материалам, собранным к востоку от рассматриваемой территории, было установлено прогрессирующее похолодание климата от близкого к субтропическому (Подмосковье, Белоруссия) в раннем-среднем миоцене, до умеренного – в его конце. Похолодание совпало с планетарным по своим масштабам понижением уровня Мирового океана до отметок минус 220-240 м (край шельфа). Это понижение уровня океана, начавшись в самом конце миоцена, охватило и начало плиоцена. В результате такого процесса на континентах и окружающем шельфе образовалась система переуглубленных речных долин, днища которых (в частности, в пределах северо-запада России), фиксируются на отметках от минус 50-80 до 110-120 м, понижаясь на акватории Финского залива, Балтийского и Северного морей до отметок минус 140-160 м и ниже.

Серия таких переуглубленных долин прорезает и Приневскую низменность, на территории которой расположен Санкт-Петербург. Здесь отметки в русле Невы и ее притоков, в том числе и пересекаемых трассами метро (аварийный участок у площади Мужества, выполненный плывуном), достигают минус 84 м. Отмечается приуроченность этих долин к линиям тектонических нарушений в кристаллическом фундаменте.

Отложения самого конца раннего и позднего плиоцена – время так называемых акчагыльских трансгрессий – могут быть установлены в разрезе донных осадков Ладожского и Онежского озер. На остальной площади в плиоцене происходит медленное воздымание и формируется четкая поверхность выравнивания, располагающаяся на отметках 180-220 м и выше (Вепсовская и Ижорская возвышенности). На территории проведения практики выходы неогена отсутствуют.

Четвертичная система. Продолжительность четвертичного периода составляет 1,6 млн лет. Четвертичная система подразделяется на два отдела – плейстоцен и голоцен. Ввиду незавершенности данной системы в 1995 г. предложена совершенно иная стратиграфическая схема, по сравнению с более древними образованиями (табл.2 приложения). Ранее для расчленения четвертичных отложений использовалась, главным образом, климатостратиграфия – чередование эпох потепления и похолодания, что отражено в находках растительной органики.

За последние 20 лет получено много принципиально новых данных по четвертичным отложениям региона, основанных на радиоуглеродных датировках и палеомагнитных данных, исследовании фораминифер, остракод, моллюсков, диатомей, морских и наземных млекопитающих. Изучение процессов оледенения, энергетики, механизма и скорости движения ледяных покровов, их геологической деятельности (экзарация и транспортировка обломков пород) изменили представления о площадях, занятых покровным ледником, и количестве ледниковых эпох. В частности, число ледниковых эпох от четырех-шести и даже восьми сократилось до двух. Это великий эоплейстоценовый покров, осадки которого выполняют переуглубленные долины и прослеживаются до верховий Днепра и Волги, и днепровский ледник среднеплейстоценового возраста, который также перекрывал весь рассматриваемый регион. Остальные ледники не выходили за пределы северной Финляндии. На северо-западе России этим ледниковым эпохам соответствуют четко выраженные террасы, московская и более поздние, рыхлые осадки которых не могли бы сохраниться при движении покровных ледников.

Стратиграфия четвертичных отложений, их состав, мощностные характеристики и особенности выраженности в рельефе приведены в табл.3 приложения.

На территории прохождения практики отложения плейстоцена небольшой мощности можно наблюдать повсеместно, чаще всего в виде валунов магматических и метаморфических пород, запечатанных в суглинки или препарированных (освобожденных от вмещающих пород) водой и ветром. Голоценовые образования могут быть прослежены в виде элювия и делювия, а также аллювия по долинам рек и на побережьях озер и Финского залива.