Геология и рельеф Геология
Геологическое строение Воронежской области
Воронежская область находится на юго-востоке Воронежской антеклизы, в геологическом строении которой выделяются кристаллический фундамент, сложенный докембрийскими породами, и перекрывающий его осадочный чехол фанерозойских образований девонской, каменноугольной, юрской, меловой, палеогеновой, неогеновой и четвертичной систем.
Архей
Породы архейского и протерозойского возраста залегают в Воронежской области на глубине от нескольких до 400 м. Они выходят на дневную поверхность в долине Дона в районе городов Богучар и Павловск. Также докембрийские граниты вскрыты Павловским карьером для получения высококачественного щебня. В районе Воронежа фундамент находится на глубине 180-220 м.
Лунный этап.
После образования Земли 4,5-4,6 млрд лет назад и до 4 млрд. лет ее поверхность подвергалась интенсивной метеоритной бомбардировке, на поверхность планеты изливались лавы. Ландшафт тогда напоминал лунный, по этой причине данный этап назвали лунным этапом развития. Поверхность Земли была покрыта кратерами, а первичная атмосфера имела температуру более 100°С.
Нуклеарный этап.
После некоторого остывания поверхности и остывания атмосферы ниже 100°С, на поверхности смогла существовать жидкая вода. Это послужило началом осадочного процесса. Насыщенная кислотными газами, горячая вода интенсивно разрушала и сносила породы, создавая мощные осадочные толщи, которые затем погружались под базальтовую кору. Там, под действием высоких температур и давления происходили метаморфизация и гранитизация с образованием гранитов, гнейсов и интрузиями ультраосновных и основных пород. Формировались гранито-гнейсовые купола (нуклеары). Они представляли собой линзообразные тела, разделенные зонами ультроосновных и основных пород. Длился этот этап от 4 до 3 млрд лет. С 3 до 2,6 млрд. лет между куполами заложились вытянутые прогибы. Они заполнялись вулканогенно-осадочным материалам. На месте этих отложений затем сформировались верхнеархейские зеленокаменные пояса.
Образования Архея распостранены к западу от Лосевской шовной зоны, на которой расположена долина Дона. Архейские породы здесь представлены обоянской и верхнеархейской михайловской сериями.
Породы обоянской серии – это гранат-биотитовые, биотитовые, биотит-амфиболовые и амфиболовые серые гнейсы, амфиболиты, гранито-гнейсы, мигматиты с прослоями железистых пород. Мощность таких образований – несколько километров.
Михайловская серия представлена в Лосевской шовной зоне. Она составлена метаандезитами, метадиабазами, метадиацитами, ортосланцами, амфиболитами, метатуфами, метапесчаниками..
Протерозой
Ранний протерозой (2,6-1,6 млрд лет) – протоплатформенный этап.
В это время появились кратоны – кристаллические основания древних платформ. Кратоны являются сложным сооружением из архейских и раннепротерозойских блоков. Древние кратоны обширно метаморфизированны и гранитизированны. 2,1-2 млрд. лет назад в кратоны внедрились основные и ультроосновные интрузии. К этим интрузиям приурочены сульфидные платиноидно-медно-никелевые рудные зоны юга и юга-востока Воронежской области.
Лосевская серия, образованная породами позднего архея и раннего протерозоя, имеет мощность 3500 м и включает метариолиты, метабазальты, амфиболиты, метадациты, ортосланцы, метапесчаники, метатуфы, кварц-двуслюдяные сланцы.
К востоку от Лосевской зоны породы раннего протерозоя имеют мощность несколько тысяч метров. Это биотитовые, двуслюдяные, углеродистые сланцы, метапесчаники, метаэффузивы кислого, основного и среднего состава. В местах метаморфизма породы превращены в гнейсы.
В Лосевской шовной зоне и на севере Воронежской области развиты метаандезит-базальты, метабазальты, метаандезиты, метариодациты, туфобрекчии, метатуфоконгломераты с галькой, метатуффиты, филлитовидные углеродистые сланцы, метаалевролиты мощностью более 1000 м.
Поздний протерозой (1,6-0,58 млрд. лет).
В краевых районах Воронежской антеклизы образовались узкие глубокие прогибы – авлакогены. Они заполнялись полевошпат-кварцевыми песками. Территория области была приподнятым участком с которого шел снос материала. Образования позднего протерозоя – глауконит-кварцевые, полевошпат-кварцевые, кварцевые пески, доломиты.
Архейские интрузии западнее Лосевской шовной зоны представляют собой габбро, габбро-амфиболиты, горнблебиды и пироксениты бологорьевского комплекса. Лосевская серия прорвана габбро-норитами, габбро-амфиболитами, габброидами, оливиновыми пироксенитами принадлежащими рождественскому комплексу.
Интрузии раннего протерозоя это роговообманково-биотитовые и биотитовые плагиограниты, мигматиты, граниты, граносиениты усманского и павловского комплекса, глейкократовые плагиоклаз-микроклиновые граниты, принадлежащие лискинскому комплексу и включающими дайки гранит-аплитов и пегматитов.
Палеозойская эратема
Девонская система
Отложения девонского периода распостранены широко по всей Воронежской области (отсутствуют только на крайнем юге). Залегают они на коре выветривания кристаллического фундамента. Из трех отделов девонского периода наиболее развиты отложения среднего и начала позднего девона. Мощность отложений девона от нескольких десятков до 400 м.
Девонские отложения формировались в очень разнообразных условиях. С позднего протерозоя до раннего девона территория представляла собой приподнятую и разрушаемую эрозией сушу. В конце раннего девона сюда пришло море, отложившее в эйфейском веке терригенные, а затем карбонатные породы.
В живетском веке трансгрессия усилилась, затопив всю территорию, кроме крайнего юго-запада.
Во франском веке суша поднялась и море частично отступило. На юге появилсь вулканы, изливающие базальтовые лавы. В это время появились кимберлитовые трубки на юге и востоке области.
В конце девона море отступило за пределы области и формировалась мамонская континентальная толща.
Ранний девон представлен эмсским ярусом, который сложен терригенными песками, песчаниками, глинами и алевролитами. Эти породы распространенные севернее Воронежа имеют пестроцветную окраску с преобладанием красных и бурых тонов.
Отложения среднего девона представлены отложениями эйфейльского и живетского ярусов. Эйфейский ярус сложен песчаником с прослоями алевролитов, глин и песков морского происхождения, переходящими наверху разреза в органогенно-обломочные известняки мощностью 20 м. Живетский ярус сложен внизу зеленоватыми и голубоватыми глинами с раковинами брахиопод и прослоями глинистых известняков, сверху – слоистыми глинами.
Поздний девон включает отложения франского яруса. Нижнефранский подъярус ярус сложен на юге области вулканогенно-осадочные туфоаргиллиты, туфопесчаники, туфоалевролиты, туфоконгломератами с включениями ильменита. На остальной территории области отложения франского яруса представлены алевролитами с прослоями глин, песков, песчаников, тонколистоватыми глинами, зеленовато-серыми глинами с прослоями мергелей и известняков.
Среднефранский подъярус – толща органогенных известников, глин и мергелей. В Семилукском горизонте среднефранского подъяруса найдена очень богатая фауна брахиопод, кораллов, морских лилий, гастропод, двустворок и головоногих моллюсков.
Верхнефранский подъярус сложен песками и песчаниками с косой слоистостью, характерной для дельт, также алевритами, известняками с остатками раковин и глинами.
На юго-востоке Воронежской области находятся тела базальтов данного возраста мощностью 50-60 м, а также песчано-каолиновая толща 200 м мощности, пролювиально-аллювиального происхождения.
Строение недр Воронежской области
Скачать карту "Строение недр Воронежской области" в большем разрешении. Размер 3,97 мб.
Каменноугольная система
Отложения каменноугольного периода представлены на юге Воронежской области. Они залегают на выветренной поверхности докембрийского фундамента, и лишь слегка перекрывают отложения позднего девона. Отложения карбона представлены только нижним отделом: турнейским и визейским ярусами. Оба яруса начинаются терригенными породами и заканчиваются морскими. Мощность отложений – от нескольких метров до 100 и более метров.
Основание турнейского яруса – кварцевые песчаники с прослоями белых каолиновых глин. Выше – зеленовато-серые органогенно-обломочные известняки с прослоями зеленых глин. Такие породы формируются в мелководном море.
Визейский ярус имеет в основании углисто-глинисто-песчаные отложения равнин и опресненных лагун. Далее условия отложений сменились на морские, накапливались карбонатные толщи с прослоями глин и песков.
Ранее каменноугольные породы были развиты намного шире, воды визейского моря покрывали всю Воронежскую область. Однако в пермское время территория была поднята и подвергалась денудации, в результате чего часть каменноугольных отложений была разрушена.
Геологический разрез по линии ВГ Айдар - Борисоглебск
Мезозойская эратема
Юрская система
Отложения юрского времени сохранились в Репьевском и Острогожском районах. Залегают юрские образования на девонских и сложены алевритами, кварцевыми песками, каолиновыми глинами. Пески имеют аллювиальное происхождение, глины – озерно-болотное.
Меловая система
Меловые отложения развиты на большей части Воронежской области. Они отсутстуют только на Окско-Цнинской впадине, где были уничтожены палеогеновым размывом.
В меловой системе выделяют нижний отдел (неокомский надъярус, аптский, альбский, сеноманский ярус) и верхний (туронский, коньякский, сантонский, кампанский ярусы).
Неокомский поъярус. В нижней части системы находятся серые глинистые алевриты и алевритистые глины, имеющие мощность около 20 м. эти толщи содержат остатки растений и морских раковин.
Аптский ярус представляет собой аллювиальные пески, пойменные алевриты, озерные и болотные глины с большим количеством растительных и древесных остатков. Такие отложения развиты на севере области.
Альбский и сеноманский ярус представлены глауконит-кварцевыми песками, в верхней части которых находятся желваковые фосфориты. Фосфориты переходят в песчаный мел, сменяющийся белым писчим мелом туронского и коньякского ярусов.
Сантонский ярус сложен мергелями, на юге области - мелом. Кампанский ярус – белым писчим мелом, состоящим из кокколитофорид. В меле есть остатки фораминифер и белемнитов.
В меловое время на территории Воронежской области находилось спокойное мелководное море, с покрытыми богатой растительностью берегами. Эти растения выносились в море после отмирания. Затем море отступило на северо-восток и территория стала аллювиальной равниной. В альбском веке море вернулось, а к концу сеноманского века обмелело и в прибрежных условиях формировались желваковые фосфориты (их происхождение связывают с богатой органической жизнью). В туронский век территорию затопило глубокое море, на дне его в течении миллионов лет накапливались карбонатные илы, ставшие затем писчим мелом.
Кайнозойская эратема
Палеогеновая система
В конце мезозоя Воронежская область была поднята, море отступило. На меловых породах в раннем палеогене оложилась фосфатно-железисто-глинистая кора выветривания, которая названа хопёрским горизонтом. Его мощность составляет от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров.
В конце палеогена море затопило юго-восток области, и там отложились пески, глины, алевриты, опоки. Эти породы имеют небольшую мощность и отличаются наличием бентонитовых глин и цеолитов.
Отложения эоцена развиты широко. Они представляют собой кварцевые, глауконит-кварцевые пески, мелкозернистые глауконит-кварцевые пески с фосфоритами, светло-серые мергели, зеленовато-серые тонкодисперсные глины. Мощность таких отложений до 30 м.
Отложения олигоцена имеют мощность до 30 м. Они представлены песками, с прослоями зеленых глин, каолиновых глин, глауконитом.
В течении палеогена море многократно наступало на юг Воронежской области. Среди отложений палеогена есть полезные ископаемые: строительные пески, цеолиты, песчаники, глаукониты.
Неогеновая система
С неогена Воронежская область находится в континентальных условиях, а климат становится все более сухим и прохладным.
После отступления олигоценового моря на плоской равнине, имеющей наклон к югу, образовались первые реки, отличавшиеся малыми размерами и непостоянным руслом. Ими была образована аллювиальная равнина. На сниженных водоразделах Среднерусской возвышенности сохнанились останцы этого аллювия.
В середине миоцена базис эрозии резко понизился и на Окско-Донской впадине заложилась глубокая речная долина субмерионального простирания. Это была главная река Восточно-Европейской равнины, начиналась она севернее Москвы. Речная долина заполнялась аллювиальными отложениями, при этом река мигрировала вправо и так сформировалась Окско-Донская аллювиальная равнина. В эту долину в миоцене три раза возвращалось море, оставляя лиманные отложения.
В отложениях неогена в Воронежской области добывают бентонитовые и тугоплавкие глины, формовочные и стекольные пески, минеральные пигменты.
Четвертичная система
В течени четвертичного периода происходило становление элементов существующих сейчас геосистем. Четвертичный период делится на плейстоцен (с эоплейстоценом и неоплейстоцееном) и голоцен.
Эоплейстоцен, длившийся с 1,8 до 0,8 млн. лет назад, оставил на территории области аллювиальные отложения с остатками фауны.
Неоплейстоцен (с 800 до 10 тыс. лет назад) оставил аллювиальные, ледниковые и лессово-почвенные отложения. В нем чередовались ледниковые и межледниковые эпохи. Из ледников самым значительным был Донской, которой доходил до устья Медведицы. Не покрыта льдом была только южная часть области, где в это время откладывался перегляциальный аллювий и лессы. Ледник оставил морены, зандры и другие водно-ледниковые образования. Самое масштабное из нах – Воронежская флювиогляциальная гряда, слагающая междуречье Дона и Воронежа, и далее на север левобережье Дона вплоть до устья Икорца.
Дон в доледниковое время обходил Калачскую возвышенность с севера, затем следуя левобережьем Хопра. После таяния ледника он принял свое современное положение.
Во время лихвинского межледниковья и днепровского оледенения в бассейне Дона был сформирован аллювий 3й (подгоренская) и 4й (кривоборская) надпойменных террас, имеющих высоту над уровнем реки соответственно 40 м и 55-60 м.
В течении дальнейших оледенений и межстадиалов в долине Дона сформировался аллювий 1й (высотой 5-12м) и 2й (высотой 5-12м) надпойменных террас. Террасы эти называются соответственно ямнинская и боровская.
Схема строения четвертичного аллювия в бассейне Верхнего Дона
В течении неоплейстоцена на водоразделах накапливались лессовидные суглинки и ископаемые почвы.
44 тыс. лет назад (мончаловский межстадиал) в бассейн Дона пришел позднепалеолитический человек. Поистине «жемчужиной палеолита» признан Костенковско-Борщевский палеолетический район.
10 тыс. лет и доныне длится голоцен – межледниковье, наибольшее потепление которого было 4600-6200 лет назад. В это время на Дону сформировались отложения современной поймы, низкой (3-5 м) и высокой (5-7 м).
На водоразделах накапливалась современная почва.
Большинство месторождений полезных ископаемых связано с отложениями четвертичного периода. Это торф, керамзитовое и кирпичное глинистое сырье, стекольные, строительные и формовочные пески, минеральные пигменты.
Четвертичные отложения Воронежской области
Скачать карту "Четвертичные отложения Воронежской области" в большем разрешении. Размер 4,56 мб.