Литология кайнозойских отложений и геологическая история Окско-Донской депрессии

А. И. Трегуб

Воронежский государственный университет

В последние годы внимание исследователей во все большей степени обращено к проблемам, связанным с внутриплитной геодинамикой. Окско-Донская впадина как крупнейшая неотектоническая структура Воронежской антеклизы в этом отношении вызывает особый интерес. Существующие геодинамические модели ее возникновения и развития часто диаметрально противоположны и в качестве ведущего фактора тектогенеза называют динамическое воздействие альпийского коллизионного пояса [1] либо подкоровые конвективные течения в литосфере [2]. С этой точки зрения, представляется важным определение особенностей исторического прошлого Окско-Донской депрессии, выделение основных этапов ее формирования, информация о которых запечатлена, прежде всего, в литологической характеристике различных составляющих новейшего структурно-вещественного комплекса. В наиболее общем плане такая характеристика дана в работах [3, 4].

Окско-Донская депрессия, представляющая обширную область неоген-четвертичной аккумуляции, является уникальным объектом для изучения особенностей отражения неотектонических движений в литологическом составе пород [5, 6].

Кайнозойский структурно-вещественный комплекс в Окско-Донской впадине представлен только неогеновыми и четвертичными отложениями. Палеогеновые образования здесь полностью размыты, но сохранились на прилегающих территориях [7]. Их анализ позволяет сделать определенные выводы о структурных условиях, предваряющих начало неотектонического этапа. В целом для разреза палеогенового структурно-вещественного комплекса характерно ритмичное строение, обусловленное эвстатическим фактором. Оно образовано трансгрессивно-регрессивными ритмами, в которых в различной степени проявлены трансгрессивная, инундационная, регрессивная и эмерсивная составляющие. Эти ритмы весьма отчетливо проявлены на всей территории современного распространения палеогеновых отложений. Вертикальные тектонические движения выделяются в основном в различиях мощностей, фациального состава отложений, в соотношениях отдельных элементов ритма. При этом области относительного прогибания выражаются увеличением мощности инундационного элемента ритма, области поднятий – трансгрессивного, регрессивного и эмерсивного.

Разрезы доверхнеэоценовых образований обособляются в два самостоятельных региона – юговосточный (Калачская возвышенность) и юго-западный, сопоставляемых с одноименными крыльями Воронежской антеклизы. На промежуточной территории в центре антеклизы (Щигровско-Воронежско-Кантемировское поднятие) доверхнеэоценовые отложения отсутствуют [7]. Область поднятий этого времени (Фролово-Тамбовский выступ [8]) располагается и к востоку от Калачской возвышенности. Такое ее расположение позволяет предполагать, что на фоне моноклинали с общим южным уклоном уже с позднего палеоцена намечается образование крупной отрицательной структуры с простиранием, близким к меридиональному.

В пределах этой структуры в разрезе верхнего палеоцена выделяется сумский трансгрессивно-регрессивный ритм. Его трансгрессивная часть представлена грубыми плохо отсортированными кварцевыми песками с гравием и галькой кварца, черного фосфорита, иногда окремнелого писчего мела. Мощность трансгрессивного элемента ритма обычно не превышает полуметра. К инундационной части относятся тонкие кварцевые с глауконитом пески и алевриты, глинистые, со значительной примесью мусковита, местами сцементированные в песчаники и алевролиты. Мощность инундационной части ритма достигает 20 м. Его регрессивная и эмерсивная части отсутствуют вследствие размыва в начале эоцена, и это позволяет предполагать их в общем незначительную мощность.

Разрезы нижнего эоцена образованы каневским трансгрессивно-регрессивным циклом. В литологическом отношении каневские отложения сходны с сумскими и представлены разнозернистыми (преимущественно мелкозернистыми), слабо глинистыми кварцевыми песками с глауконитом и слюдой [9]. В разрезе спорадически отмечаются конкреционные песчаники. Особенностью разреза является то, что в нем редуцирован трансгрессивный элемент, а основная часть образована отложениями инундационной фазы мощностью 15–20 м.

Средний эоцен содержит два отчетливо проявленных ритма: бучакский и киевский. Бучакские отложения трансгрессивно залегают на подстилающих палеогеновых и верхнемеловых породах. Их разрез имеет отчетливо выраженное двучленное строение. Нижняя пачка образована преимущественно мелкозернистыми кварцевыми песками, иногда с глауконитом. Она характеризует в основном инундационную часть ритма. Его трансгрессивная часть представлена разнозернистыми кварцевыми песками с гравием и мелкой галькой кварца, черного фосфорита, кремня. Мощность ее обычно не превышает 0, 4 м. В ритме отчетливо проявлена регрессивная фаза, образованная верхней пачкой среднезернистых кварцевых песков, мощность которых нарастает в восточном направлении, достигая 5–8 м.

Киевские отложения пользуются существенно большим распространением по площади, чем более древние породы палеогена. Их разрез образован хорошо выраженной трансгрессивной частью ритма (кварцевые с глауконитом разнозернистые глинистые пески с гравием и галькой кварца, черного фосфорита, кремней мощностью до 0, 7 м) и составляющей основную часть разреза инундационной фазой, представленной алевритистыми глинами, глинистыми мергелями и тонко отмученными бентонитоподобными глинами. Мощность киевского горизонта достигает 20 и более метров. Литол