Надежкин Дмитрий Владимирович

Глава 3. Геологическое строение и история развития Восточно- и Центрально-Черноморского региона.

3.1 Краткая литолого-стратиграфическая характеристика мезозойско-кайнозойских отложений

Стратиграфическое расчленение отложений Черноморского бассейна главным образом основывается на выделении и корреляции отражающих опорных горизонтов сейсморазведки МОГТ (Туголесов, 1985; Finetti et al., 1988; Басов, 1997; Мейснер и др., 2003; Nikishin et al., 2003; Афанасенков и др., 2007 и др.). Некоторые сведения о возрасте и литологическом составе отложений получены путем обобщения информации материалов бурения, драгирования и отбора проб грунтовыми трубками в шельфовых и глубоководных областях Черного моря.

Наиболее древними отложениями в пределах Черноморской глубоководной котловины и ее бортов являются мезозойские породы. Отложения раннего и среднего отделов юрской системы, по результатам драгирования на западном и северном бортах впадины, представлены терригенными образованиями, а верхнего отдела - микрозернистыми известняками (Шимкус и др., 1979, 1987; Шнюков и др., 1991).

Присутствие отложений мелового возраста подтверждено драгированием северного, северо-западного, южного континентальных склонов и на поднятии Архангельского (Щербаков и др., 1977; Шимкус и др., 1979, 1987; Шнюков и др., 1991), а также бурением в шельфовой зоне (История , 1988). Нижнемеловые отложения представлены терригенными образованиями, а верхнемеловые - мелоподобными и перекристаллизованными известняками и мергелями.

Кайнозойские отложения во впадине Черного моря выделяются и подразделяются на основании прослеженных отражающих горизонтов, которые в свою очередь скоррелированы с данными скважин в глубоководье (DSDP), на шельфе и прилегающей суше (Мейснер и др., 2003). По данным геофизики отложения этого возраста достигают мощности 12-15 км.

В Черноморской впадине самый нижний кайнозойский палеоцен-эоценовый комплекс отложений характеризуется почти горизонтальной слоистостью. В Западно-Черноморском бассейне мощность этих отложений превышает 5 км, а в Восточно-Черноморском она несколько меньше и составляет 3 км, увеличиваясь локально до 5-6 км в юго-восточной части Гурийского прогиба (Туголесов и др., 1985).

В пределах суши и на шельфе раннекайнозойские образования изучены достаточно хорошо. Отложения палеоцена распространены, главным образом, в Крыму и на Таманском полуострове, где они представлены массивными и грубослоистыми органогенно-детритусовыми известняками с фауной пелеципод и гастропод Pectunculus duponti Cossm., Ostrea montensis Cossm., Crassatella exelsa Cossm., Turritella montensis Br. et Corn., мергелями, глинами и известковистыми глинами с редкими прослоями песчаников (Муратов, 1973; Басов, 1997).

Отложения эоценового возраста распространены в Черноморском регионе гораздо шире палеоценовых образований (Туголесов и др., 1985). В Крымско-Таманском районе породы нижнего эоцена представлены коричневатыми неслоистыми глинами, известковистыми глинами, песчаниками и редкими прослоями нуммулитовых известняков с комплексом ископаемых остатков: Nummulites globulus Leym., N. аtacicus Leym., N. сrimensis Nem., Assilina placentula Desh., Pseudoammussium corneum Sow., Chlamys parisiensis Orb., Exogyra eversa Mell., Cryphaea rarilamella Mell. Вверх по разрезу породы нижнего эоцена сменяется мергелями и нуммулитовыми известняками среднего эоцена. Верхнеэоценовые породы представлены мергелями, обогащенными органическим веществом, с фораминиферами: Nummulitus incrassatus Harp., Acarinina rotundimarginata Sub., и Hantkenina alabamensis Cush. (История..., 1988).

Наибольшее развитие в Черноморском регионе имеют отложения олигоцен-раннемиоценового возраста, известные также на суше как майкопская серия (Туголесов и др., 1985). Максимальные мощности этих отложений (4-6 км) установлены в Западно- и Восточно-Черноморском бассейнах, а также в прогибах Сорокина, Керченско-Таманском и Туапсинском (рис. 1).

Рис. 1. Схема отбора образцов для исследований. Римскими цифрами показаны: I - Индоло-Кубанский прогиб, II - Керченско-Таманский прогиб, III - прогиб Сорокина, IV - Западно-Черноморский бассейн, V - Туапсинский прогиб, VI - Сочи-Адлерская депрессия, VII - Гурийский прогиб (составлено автором с использованием данных Туголесова и др. (1985)).

На прилегающей к Черному морю суше нижняя граница майкопских отложений хорошо выражена литологически - смена мергелей эоцена на известковистые глины вверх по разрезу. Верхняя граница майкопских отложений практически совпадает с границей нижнего и среднего миоцена. На этой границе неизвестковистые глины майкопских отложений сменяются известковистыми глинами тарханского яруса. В целом майкопская серия характеризуется мощной толщей серых и шоколадно-бурых глин, обогащенных органическим веществом, с сидеритовыми конкрециями и прослоями алевролитов и песчаников (Носовский, 1993; Барг и др., 2000; Невеская и др., 2003; Коненкова, 1991, Басов, 1997; Козлова, 2003, Белуженко, 2010). Детальная литолого-стратиграфическая характеристика майкопских отложений в пределах Черноморского региона рассмотрена в отдельной главе 3.1.1.

Характерную особенность майкопских отложений Черноморской впадины представляют диапировые складки, приуроченные к областям с максимальными мощностями: к Западно-Черноморскому бассейну, прогибам Сорокина, Керченско-Таманскому и Туапсинскому. Во всех этих структурах толща палеоцен-эоцена не подверглась складчатым деформациям, или они очень слабо выражены. Складки отчетливо выражены в кровле майкопа и проявляются в вышележащих толщах (Туголесов и др., 1985; Лимонов и др., 1997; Мейснер и др., 1998). По мнению Терехова и др.(1989), Афанасенкова и др..(2007) и др. в Туапсинском прогибе причиной образования складок в майкопских отложениях являются взбросово-надвиговые деформации с общей поверхностью срыва в подошве толщи. В Гурийском прогибе, где мощность майкопских отложений не превышает 3 км, складки имеют унаследованный характер (Туголесов и др., 1985; Горшков, 1986).

Неогеновые отложения, представленные, как правило, терригенными разностями, частично изучены бурением непосредственно во впадине Черного моря (Initial Reports of the DSDP..., 1978; Геологическая история..., 1980; Куприн и др., 1984; Туголесов и др., 1985, История ..., 1988; и др.). Наименьшими мощностями неогеновых отложений характеризуются вал Андрусова, Гудаутский и Очамчирский своды.

Отложения четвертичной системы на большей части территории представлены илами. Характерной особенностью этих отложений является наличие крупных линзовидных тел - конусов выноса крупных рек. Именно к этим областям приурочены максимальные мощности антропогеновых отложений, достигающие 3 км.

3.2. Тектоническое районирование

Чёрное море с юга и юго-востока окружено вулканогенно-складчатыми юрско-эоценовыми образованиями Центрального и Восточного Понта и вулканогенно-складчатыми мел-эоценовыми образованиями Аджаро-Триалет, на севере - Крымским орогеном. Восточным ограничением является альпийское горно-складчатое сооружение Большого Кавказа и Грузинская глыба (Хаин, 1984; Nikishin et al., 2003; Афанасенков и др., 2007).

Тектоническое районирование Черного моря проводится по рельефу, образованному кровлей мезозойских пород. В его пределах выделяется два крупных бассейна с утоненной континентальной и/или океанической корой - Западно-Черноморский и Восточно-Черноморский, которые разделяются вытянутым в субмеридианальном направлении поднятием Андрусова - Архангельского (Туголесов и др., 1985; Афанасенков и др., 2007).

Наряду с этими наиболее крупными структурами в пределах изучаемой территории выделяется серия олигоцен-неогеновых прогибов, вытянутых вдоль складчатых сооружений Крыма, Кавказа и Понта - Сорокина, Керченско-Таманский, Туапсинский и Гурийский (Туголесов и др., 1985; Горшков, 1986; Лимонов и др., 1997; Мейснер и др., 1998; Афанасенков и др., 2007 и др.).

3.3. История геологического развития

Представления о геологическом развитии Черноморской впадины до сих пор остаются противоречивыми. Как уже отмечалось, это вызвано недостаточной изученностью самой впадины.

Наиболее современные представления об истории развития Черного моря, учитывающие большой фактический материал, накопленный за последнее десятилетие, изложены в работах Никишина и др. 1997, 2001, 2005; Nikishin et al., 2001, 2003; Афанасенкова и др., 2007.

Важно отметить, что к концу эоценового этапа Черноморская впадина представляла собой мелководный морской бассейн с карбонатной седиментацией.

В майкопское время (олигоцен - ранний миоцен) в Черноморском регионе происходило накопление наиболее мощной песчано-глинистой толщи. На данной стадии развития проявилось резкое изменение тектонической обстановки, ознаменовавшееся началом альпийской орогенной эпохи. Западно- и Восточно-Черноморский бассейны продолжали интенсивно прогибаться. Бровки склонов несколько смещались в процессе погружения, и за счет этого перемещения впадины незначительно увеличивались по площади.

В олигоцене образовались бассейны Туапсинский, Сорокина и Гурийский как флексурные (изгибовые) краевые прогибы. В этих бассейнах начали формироваться глинистые толщи с разной ролью турбидитов с телами песчаников (Афанасенков и др., 2007).

В послемайкопское время продолжались трансгрессии и регрессии Черноморского бассейна. Прерывается его связь с Каспийским морем. Черное море превращается в закрытый водоем, который иногда сообщается со Средиземным морем. Происходит накопление разнообразных терригенных и биогенных осадков прибрежно-морского и континентального генезиса и глубоководных осадков во впадине (Куприн, 1982; Гожик, 1984, Туголесов и др., 1985; Шнюков и др., 1986; История..., 1988). Современный этап характеризуется устойчивой связью Черноморского бассейна со Средиземным морем.