Стратиграфия и магматизм

Стратиграфию и магматизм Кавказа изучали многие геологи. Среди них: Г. В. Абих, Ф.Ю. Левинсон-Лессинг, А. П. Герасимов, Н. И. Андрусов, И. Г. Кузнецов, Л. А. Варданянц, В. П. Ренгартен, Г. Д. Афанасьев, Е. Е. Милановский, Н. В. Короновский, Б. П. Жижченко, Ш. А. Азизбеков, Г. М. Заридзе, Н. Б. Вассоевич, В. Н. Колесников и многие другие.

В разрезах Кавказа выделено три структурно-формационных комплекса:

• 1) комплекс основания, сложенный докембрием и палеозоем,
• 2) альпийский геосинклинальный комплекс (нижняя юра — эоцен),
• 3) орогенный комплекс (олигоцен — четвертичный).

Докембрий. Комплекс основания обнажается в мегантиклинории Большого Кавказа: в Главном и Передовом Хребтах и в Северокавказском краевом массиве. Докембрий сложен амфиболитовыми, биотитовыми гнейсами и сланцами. Высокая степень метаморфизма и абсолютный возраст 500−800 млн. лет позволяют отнести эти образования к позднему протерозою, в конце которого сформировались байкалиды Средиземноморского пояса.

Кембрийская система. На байкальском фундаменте в Северо-кавказском краевом массиве несогласно залегает толща аркозовых песчаников и гравелитов, мощностью 1200 м, условно относимая к среднему кембрию по находкам фауны в бескорневых глыбах известняка. Эти отложения можно считать байкальской молассой. На Малом Кавказе (в Дзирульском массиве) известны слабо метаморфизованные филлиты с пачками мраморов, с единичными археодиатами плохой сохранности, относимые предположительно к нижнему кембрию. Таким образом на Кавказе в коренном залегании установлен лишь нижний кембрий. Отсутствие верхнего, а возможно и среднего кембрия, а также ордовика свидетельствует о длительном континентальном перерыве после байкальской складчатости, сформировавшей древний складчатый цоколь Кавказа.

Силурийская система. Силурийские отложения известны в Северокавказском краевом массиве по р. Малке. Они сложены арко-зовыми и кварцитовидными песчаниками, филлитами и известняками, общей мощностью 450 м, с фауной лудловского яруса.

Девонская система. В среднем палеозое на месте северного склона Большого Кавказа и краевых прогибов находилась эвгеосинклинальная зона. Девонские отложения в Северокавказском краевом массиве в междуречье Малка — Баксан образованы спилито-кератофировой формацией среднего — верхнего девона, с которой связан медно-колчеданный пояс Кабардино-Балкарской республики. Заканчивается разрез терригенной толщей фаменско-турнейского возраста. Мощность девонских отложений до 6000 м. С эвгеосинклинальными образованиями среднего палеозоя связано формирование уруштенского интрузивного комплекса, включающего офиолиты, габбро-амфиболиты, гранодиориты. В Северокавказском массиве ими образованы крупные тела: Веденский, Малкинский. На их продолжении под осевыми зонами краевых прогибов выделяются цепочки магнитных аномалий, прослеженные через Северный Кавказ и Каспийское море. Они интерпретировались как Северокавказский офиолитовый пояс (Смирнова, 1975). На месте современного южного склона Большого Кавказа, межгорных впадин и Малого Кавказа в раннем палеозое находился крупный Закавказский древний массив. Лишь в отдельных прогибах формировались прибрежно-морские терригенные, карбонатные и вулканогенные толщи.

Каменноугольная система. Па Большом Кавказе, в Северокав-казском краевом массиве, в верховьях Кубани и ее притоков обнажается карбон. Он согласно залегает на девонских отложениях.

кавказ стратиграфия магматизм тектонический Нижнекаменноугольные отложения представлены кремнистыми сланцами с радиоляриями, пестрыми филлитами, глыбовыми конгломератами, порфиритами и их туфами, мощностью 4000 м. В конце раннего карбона происходят крупные тектонические движения, синхронные судетской фазе складчатости. Эвгеосинклиналь закрывается и на ее месте образуется складчатое сооружение герцинского Палеокавказа. Морской режим сменяется континентальным, поэтому средний и верхний карбон сложены угленосными толщами, в которых значительное участие принимают кварцевые порфиры и их туфы. Закавказский массив по-прежнему оставался устойчивым блоком и осадконакопление происходило в сравнительно узких прогибах.

Пермская система. В раннепермское время продолжалось орогенное развитие герцинского Палеокавказа. На северном склоне Большого Кавказа в бассейне р. Кубани нижнепермские отложения представлены молассой: красно-бурыми песчаниками, сланцами и конгломератами с валунами порфиритов и альбитофиров, мощностью до 3000 м. В поздней перми складчатое сооружение Палеокавказа было разрушено и снивелировано, в пониженные участки рельефа проник морской бассейн из южной ветви Тэтиса. Верхнепермские отложения в бассейне Лабы и Белой сложены глинистыми сланцами и рифогенными известняками, мощностью 200 м, с богатой фауной Lyttonia richthofeni, Richthofenia caucasica.

Близкие по составу верхнепермские отложения вскрыты скважинами на северо-восточном Кавказе. Они образованы красноцветными известняками и аргиллитами, мощностью 1400 м. В Закавказском массиве в пермское время на значительных пространствах господствовали платформенные условия и отлагались мелководные карбонатные толщи с богатыми комплексами фауны.

В поздней перми на Кавказе широко проявляется орогенный магматизм. Главная масса гранитов сосредоточена в Главном хребте. Это преимущественно калиевые граниты (уллукамский комплекс, 275−235 млн. лет). На Малом Кавказе герцинская гранитизация известна в Дзирульском, Храмском, Локском массивах (260−300 млн. лет).

Триасовая система. В триасовый период закончилось развитие герцинского Палеокавказа. Триасовые отложения выполняют грабены в зонах разломов и впадины рельефа. Выходы их известны в Передовом хребте (в Северокавказском краевом массиве) в бассейнах рек Лабы и Белой. Они отделены перерывами как от верхнего палеозоя, так и от юрских отложений.

Мощная толща вулканогенно-осадочного триаса вскрыта на платформенном склоне Терско-Каспийского прогиба (скважина Бурунная) вблизи осевой зоны прогиба. Она сложена андезитовыми лавами, туфами и пирокластами, мощностью более 2000 м. В мегантиклинории Большого Кавказа гранитизация завершается внедрением гранитов с абсолютным возрастом 220−190 млн. лет (Кассарский, Дарьяльский массивы), в Северокавказском краевом массиве формируются красные граниты. Таким образом, в конце палеозоя и раннем — среднем триасе завершилось формирование комплекса основания Кавказа с образованием Северокавказской плиты.

Юрская система. В позднем триасе — ранней юре начинается альпийский этап развития Кавказа. Собственно геосинклинальпый комплекс сложен нижней юрой — эоценом. Альпийский этап от палеозойского отличается иным структурно-формациониым планом. Если в палеозое эвгеосинклинальная зона располагалась на Северном Кавказе, то на альпийском этапе она сформировалась на юге в пределах Малого Кавказа на раздробленном основании Закавказского срединного массива. Северный Кавказ на альпийском этапе представлял миогеосинклинальную зону. В начале юры между Северокавказской плитой и Закавказским массивом возникает Бзыбеко-Казбекский геосинклинальный трог (М.Г. Ломизе). Он выполнен мощной толщей аспидных сланцев (до 8 км), пронизанной диабазами и базальтами, близкими к толеитовому типу. На краю Северокавказской плиты возникли очаги андезито-дацитового вулканизма (Карачаевский, Дигоро-Осетинский и др.), объединенные в вулканический пояс. Среднеюрские отложения образованы песчано-аргиллитовой толщей. В Дагестане и Северокавказском срединном массиве в среднеюрских отложениях развиты угленосные толщи. Раннеальпийский этап завершился поднятиями в байосе и бате. В поздней юре миогеосинклиналь Большого Кавказа вступила в зрелую стадию геосинклинального развития. Верхняя, юра сложена карбонатными породами: известняками, доломитами и карбонатными брекчиями.

В ряде районов Северного Кавказа в верхней юре (титонский ярус) развиты гипсы и ангидриты, переходящие во впадинах в мощные соленосные толщи. Закавказский массив в течение нижней и частично средней юры (аален) был достаточно устойчивым и лишь отдельные его части были покрыты морем, в котором отлагались маломощные карбонатные и терригенные осадки. В бат-байосское время южный край Закавказского массива был существенно раздроблен с образованием Севанского и Вединского прогибов, в которых отлагались мощные (до 4 км) вулканогенные толщи с широким развитием кварцевых порфиритов, альбитофиров и их туфов («порфиритовая свита»). Верхняя юра также вулканогенная с пирокластами и вулканитами среднего состава, чередующимися с известняками и гипсами, мощностью 1000 м. В отличие от Большого Кавказа на Малом Кавказе предверхнеюрская складчатость была слабее и ход осадконакопления мало изменила. Геосинклиналь оставалась на ранней стадии развития.

Меловая система. На Большом Кавказе меловые отложения — миогеосинклинальные образования. Они представлены осадочными породами. На Малом Кавказе — эвгеосинклинальные и сложены вулканогенно-осадочными породами. На основании определения большого количества фауны различных классов в меловых отложениях северного склона Большого Кавказа выделено два отдела и все ярусы меловой системы. Нижний мел начинается берриасским ярусом, представленным карбонатными породами. Остальные ярусы сложены терригенныни породами мощностью 100−1100 м, с фауной аммонитов Simbirskites; Hoplites dentatus.

Верхнемеловые отложения представлены преимущественно карбонатными породами (известняками и мергелями) мощностью 250−1200 м, с иноцерамовой фауной и морскими ежами. В позднемеловое время на Большом Кавказе формируются интрузивы гипабиссального облика: гранодиориты Тепли, Эльджуртинские граниты, гранит-порфиры Тырны-Ауза с вольфрамовым и молибденовым оруденением, роговообманковые граниты Цея.

На Малом Кавказе в меловое время был резко расчлененный рельеф. Максимальные опускания сосредоточивались в Севанской, Вединской и Аджаро-Триалетской зонах. Нижний мел развит ограниченно и представлен терригенными, карбонатными и вулканогенными (андезитами) породами, мощностью до 3000 м. Он образует единый цикл осадконакопления с поздней юрой. Ранняя стадия альпийского геосинклинального развития здесь задержалась до конца раннего мела.

В альбе закладывается Аджаро-Триалетский вулканический пояс, сложенный преимущественно андезитовыми, трахиандезитовыми и трахибазальтовыми вулканитами широкого возрастного диапазона (альб — эоцен). Нижний мел представлен терригенно-карбонатными породами с прослоями андезитов, верхний — мощной карбонатной толщей. Верхнемеловые отложения широко развиты в Севанской и Вединской зонах, где сложены офиолитовыми ассоциациями. Севанский пояс прослеживается от оз. Севан до р. Акеры и образован серпентинитами, основными эффузивами, туфами, paдиоляритами, диабазами и рифогенными известняками. Ведийский пояс в Южной Армении прослеживается в бассейнах рек Веди и Хосров и состоит из габбро-серпентинитов, спилитов с линзами радиоляритов и известняков в виде глыб и блоков, образуя серпентинитовую брекчию, прорванную интрузиями габброидов. По поводу происхождения Севанского и Ведийского офиолитовых поясов существуют разные мнения: одни ученые считают, что они возникли в узких надразломных прогибах и впоследствии испытали сжатие и дробление, другие признают их аллохтонное происхождение с огромной амплитудой горизонтального перемещения.

Палеогеновая система. В палеоцене и эоцене заканчивается зрелая геосинклинальная стадия альпийского этапа. На Северном склоне Большого Кавказа палеоцен и эоцен сложены глинисто-мергельной толщей (фораминиферовая свита) мощностью 250−1200 м. В Кубано-Черноморской области в палеоцене — эоцене широко развиты прослои песчаников. На Малом Кавказе палеоцен — эоцен сложен флишем и вулканогенными породами. Палеогеновый вулканизм проявился необычайно широко и разнообразно. Маскимум магматизма приходится на средне — и позднеэоценовое время. В Аджаро-Трйалетском и Талышском прогибах — это субщелочная слабо дифференцированная базальтовая формация, в Севанском прогибе — известково-щелочная андезитовая формация (Н.В. Короновский). Среднеэоценовый магматизм сопровождался внедрением габбро-плагиогранитной формации (Аджаро-Триалетская, Севанская зоны). На границе эоцена и олигоцена происходит формирование крупнейшего многофазного Мегри-Ордибадского плутона (33−44 млн. лет) с медно-молибденовой и полиметаллической минерализацией.

Олигоцен и нижний миоцен. В олигоцене Кавказская геосинклиналь вступила в орогенный этап развития. Поднимается складчато-глыбовое сооружение Кавказа. Компенсируя это поднятие, у подножий складчатой системы возникают краевые прогибы и межгорные впадины, заполнявшиеся относительно тонким обломочным материалом, из которого сформирована нижняя моласса (миоцен).

Олигоценовые и нижнемиоценовые отложения объединяются под названием майкопской серии. В се основании залегает хадумский горизонт, сложенный битуминозными сланцами, мощностью 25−30 м, с многочисленными остатками рыб и мелкими глобигеринами. Собственно майкопская серия повсеместно на Кавказе представлена глинами с прослоями песчаников, мощностью 1000 — 1500 м. Иной литологический состав олигоценовых и нижнемиоценовых отложений в Малом Кавказе. Это преимущественно глины и туфогенные песчаники с прослоями лигнитов, с остатками позвоночных (Indricoiherium) и моллюсков.

Неогеновая система. На северном и южном склонах Большого Кавказа в неогеновое время формировалась преимущественно осадочная моласса, на Малом Кавказе в это время накапливалась ингрессивная осадочно-вулканогенная моласса.

Наиболее детально неогеновые отложения изучены на северном склоне Большого Кавказа (Восточный Паратэтис), разрезы которых сопоставимы с европейскими (Центральный Паратэтис). Расчленение неогеновых отложений Центрального и Восточного Паратэтиса приведено в табл.1. Моласса нижнего миоцена преимущественно тонкая. Значительное обогащение песчаным материалом наблюдается в среднем миоцене Северо-Восточного Кавказа, где в разрезе развиты мощные пачки пористых и проницаемых песчаников, а общая мощность караганского и чокракского горизонтов 900−1900 м. Из этих горизонтов 90 лет добывается нефть. В верхнем миоцене — плиоцене моласса становится грубой. Выделяется толща «нижних конгломератов» (мэотис — понт) с галькой из осадочных юрско-меловых пород. Лишь на юго-восточном погружении Кавказа, в Азербайджане средний и частично верхний миоцен представлены мощной глинистой толщей (диатомовая свита). В позднем миоцене — раннем плиоцене благодаря воздыманию поперечного поднятия Дзирульский массив — Минераловодская перемычка — Ставропольское поднятие единый Черноморско-Каспийский бассейн разделился на два: Черное и Каспийское моря. Соответственно и осадконакопление приобрело индивидуальные черты в западной и восточной частях Кавказа. На северо-западном Кавказе, на Таманском полуострове киммерийские отложения представлены глинами, бурыми железняками, песчаниками и конгломератами, мощностью 80−100 м, с Dreissensia rostriformis. На северо-восточном склоне Большого Кавказа аналогом киммерийского яруса является терская свита, представленная пресноводно-континентальными отложениями, преимущественно конгломератами и песчаниками, мощностью 1500 м, в Азербайджане — продуктивная свита — основная нефтеносная толща Апшеронского полуострова.

Таблица 1. Расчленение неогеновых отложений Центрального и Восточного Паратэтиса

Она залегает резко трансгрессивно на подстилающих породах, сложена глинами, песками, песчаниками и конгломератами, мощностью 3000 м, с остатками пресноводной фауны. Породы свиты отличаются большой радиальной изменчивостью, плохо отсортированы, грубозернистые с примесью «мусорного» материала. Характерный литологический состав песчаных образований и их петрографическое сходство с современными дельтовыми образованиями р. Волги позволили В. П. Батурину отнести продуктивную свиту к образованию палеодельты Волги.

Верхний плиоцен и плейстоцен представлены грубой верхней молассой. Она образовалась на Северо-Восточном Кавказе за счет трансгрессий Каспийского моря, на Северо-Западном Кавказе — за счет трансгрессий Черного моря. На Западном Кавказе в связи с образованием Азовского моря осадконакопление в плиоцене было особенно сложным и происходило за счет трансгрессий Черного (куяльницкие и гурийские слои) и Азовского (таманские и краснодарские слои) морей. Акчагыльскому веку на Кавказе предшествовала сильная восточно-кавказская фаза складчатости, сопровождавшаяся новейшим магматизмом. Выделены три этапа вулканизма: верхнемиоценовый — нижнеплиоценовый, верхнеплиоценовый, четвертичный.

Основная масса новейших вулканических образований (андезитов, дацитов, липаритов), по данным Е. Е. Милановского, приурочена к зоне поперечного транскавказского поднятия между 42,5 и 45^е с. ш. На границе Большого Кавказа с эпигерцииской Скифской плитой находится Минераловодский магматический район, в котором развито значительное количество субвулканических и гипабиссальных тел, известных под общим названием Пятигорских лакколитов (горы Машук, Змейка, Бештау и др.). Большинство магматических тел сложено граносиенит-порфиром и имеет форму луковицы или капли. Возраст магматических тел — миоплиоценовый (12−30 млн. лет).

На южном склоне Большого Кавказа находится Центрально-Грузинская вулканическая область, поставлявшая в мэотисе и понте базальтовые и андезито-базальтовые лавы. На Большом Кавказе расположены крупные центры новейшего вулканизма, исторгавшие лаву и пирокластику липарито-дацитового и андезито-дацитового состава: Эльбрус и Казбек, В менее крупных магматических очагах — Верхнеи Нижнечегемском — широко развиты игнимбриты. В Терско-Каспийском прогибе выявлен эксплозивный центр новейшего магматизма вблизи г. Грозного, поставлявший андезитовые туфобрекчии. В верхнеплиоценовых отложениях Северо-Восточного Кавказа в изобилии встречаются туфогенный материал и вулканические глыбы (свита «верхних конгломератов») — продукты вулканической деятельности Эльбруса и Казбека. Часть вулканического материала могли поставлять местные центры извержений (М.Н. Смирнова).

На Малом Кавказе неогеновые отложения существенно иные. Например, возрастные аналоги майкопской серии (олигоцен — ранний миоцен) в Араксинском прогибе сложены грубой молассой (конгломераты, гравелиты, песчаники); средний миоцен — соленосный, в верхнем преобладают туфогенные образования. На орогенном этапе развития заложились межгорные впадины Рионская и Куринская, интенсивно опускавшиеся с позднего миоцена, поэтому верхнемиоценовая — четвертичная моласса в них мощностью до 2,5 км.

В плиоцене началось активное воздымание Малого Кавказа, сопровождавшееся значительно более интенсивным новейшим вулканизмом, чем на Большом Кавказе. Формируются огромные вулканические области, приуроченные к зоне Транскавказского разлома: Армянская (вулканы Арагац, Ишихлы) и Ахалкалакская (вулканы Абул, Самсыр и др.).

Четвертичная система. Морские четвертичные отложения широко развиты в краевых и межгорных прогибах Кавказа. Вдоль Каспийского моря прослеживаются четыре морские террасы, сложенные песчано-глинистыми осадками бакинского, хазарского, хвалынского и новокаспийского ярусов. На Черноморском побережье им соответствуют отложения чаудинской, древнеэвксинско-узунларской, карангатской и древнечерноморской террас. В горной части Кавказа развиты морены не менее трех оледенений. Сводообразное поднятие Кавказа сопровождалось расколами. С ними связан четвертичный вулканизм. Андезито-базальтовые лавы Ахалкалакского и Армянского нагорий, Эльбруса и Казбека нередко перекрывают четвертичные террасы. В зонах погружения Большого Кавказа на Таманском и Апшеронском полуостровах широко развиты сопочные брекчии — результат грязевого вулканизма.