Физико-географический очерк
Стратиграфия
В геоструктурном плане Саратовская область располагается в юго-восточной части Восточно-Европейской платформы. В ее пределах развиты три категории горных пород—магматические, метаморфические и осадочные, различающиеся составом, возрастом и происхождением. Первые две группы слагают фундамент платформы, третьи образуют ее чехол.
СТРОЕНИЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ФУНДАМЕНТА
Фундамент платформы сложен метаморфическими породами, представленными различными гнейсами (биотитовыми, биогит-гранатовыми, биотит-роговообманковыми), амфиболитами, сланцами и кварцитами. Магматические горные породы занимают сравнительно небольшой объем среди всех кристаллических пород фундамента: это — различные интрузии основного и кислого состава.
Гнейсы, являющиеся парагнейсами, в разных районах имеют различный внешний облик, но для всех разностей характерны значительное рассланцевание пород, явления катаклаза, микроклинизации и окварцевания. Цвет их чаще всего темный, темно-серый, с зеленоватым или коричневатым оттенком, структура гранобластовая, текстура сланцеватая, реже ленточная. Преобладающими минералами являются плагиоклаз, роговая обманка, кварц, биотит, силлиманит, гранат. В меньшем количестве присутствуют апатит, ильменит, циркон.
Гнейсы переслаиваются с породами типа амфиболитов, ха- рактеризующихся массивной текстурой, крупнокристаллической структурой и более темной окраской. Кристаллические сланцы, встречающиеся среди гнейсов, обладают мелкокристаллической структурой и характерной для них тонкосланцеватой текстурой. В составе их преобладают плагиоклаз, кварц, хлорит, серицит. Кварциты темно-коричневого цвета, мелкозернистые, встречаются не повсеместно, а в виде прослоев в верхней части разреза фундамента.
Магматические породы образуют несогласные интрузии (дайки) гипабиссальной фации, представленной диабазами (темно-серыми, почти черными, мелкозернистыми с характерной диабазовой структурой, где плагиоклазы основной массы идиоморфны по отношению к пироксену. Отсутствие рассланцевания отличает эти породы от вмещающих их метаморфических и определяет последовательность в их образовании.
Материалы абсолютной геохронологии устанавливают возраст метаморфических горных пород архейским, а магматических — протерозойским и позволяют соответственно датировать их временем в 2600 и 1900 млн. лет.
Кристаллический фундамент в геологическом прошлом повсеместно подвергался интенсивной и длительной денудации. Многочисленные геофизические материалы подтверждают , что он разбит на отдельные блоки разной величины и формы, которые в процессе геологического развития могли иметь различные скорости и неодинаковые, часто разнона-правленные вертикальные движения. В результате этого поверхность его очень неровная, высотное положение отдельных блоков даже на небольших расстояниях колеблется в больших пределах (свыше 900 м). Довольно четко устанавливаются разломы фундамента двух направлений: северо-восточного и северо-западного. По этим разломам происходит общее ступенчатое погружение блоков его в сторону Прикаспийской синеклизы: от 1162 м в районе г. Балашова до 13 тыс. м у г. Новоузенска, т. е. с запада на восток и с севера на юг. Так, западнее г. Балашова, в Воронежской области кристаллический фундамент близ гг. Богучара и Павловска залегает всего лишь на глубинах соответственно плюс 50 и плюс 100 м. О глубине залегания кристаллического фундамента в Саратовском Поволжье дают представление материалы глубоких разведочных и опорных скважин, а также данные многочисленных сейсмических исследований.
С поверхности кристаллический фундамент покрыт пестроцветной континентальной корой выветривания допалеозойскогo времени формирования. Она сложена темно-коричневыми, мелкозернистыми, плотными породами, содержащими| большое количество железистых минералов. Изучение их вещественного состава показало, что, кроме железа, в коре содержится большое количество алюминия, никеля и других компонентов. могущих представлять промышленный интерес там , где фундамент залегает сравнительно неглубоко.
СТРОЕНИЕ ОСАДОЧНОГО ЧЕХЛА
Осадочные породы залегают на кристаллическом фундаменте с резким угловым несогласием. Они представлены рифейской, палеозойской, мезозойской и кайнозойской группами.
РИФЕЙСКАЯ ГРУППА ( R )
Глубокие скважины, пробуренные в Саратовском Поволжье, вскрыли залегающие несогласно на фундаменте терригенные и карбонатные породы, возраст которых по абсолютной геохронологии определяется в пределах от 800 до 900 млн. лет. В Заволжье это — алевролиты и песчаники мелкозернистые темно-серые, почти черные с зеленоватым оттенком, тонкослоистые, глауконитово-кварцевые, сменяющиеся вверх но разрезу доломитами и известняками светло-серыми, зеленовато- и коричневато-серыми, плотными, массивными, пелитоморфными, с небольшими прослоями аргиллитов и алевролитов. Мощность этих отложений непостоянная и варьирует в больших пределах: от 0 у с. Рахмановки до 800 м у г. Пугачева .
В правобережье выше фундамента глубокими скважинами вскрыта красноцветная толща песчаников с прослоями гравелитов, алевролитов и аргиллитов, плотных плохо сортированных и неравномерно сцементированных кремнисто-карбонатным цементом. Мощность их достигает до 1200.
Взаимоотношение этих толщ изучено еще слабо, стратиграфическое расчленение их разработано недостаточно. По различным показателям (в том числе каротажу) и на основе сопоставления с разрезами других районов в разных частях области были выделены Татищевская, Соколовогорская, Иргизская, Пересыпкинская, Веденякинская и другие свиты, объединяемые в серии (сердобскую, пачелмскую). Не исключено, что свиты фациально замещают одна другую как пространственно, так и в разрезе.
В настоящее время достоверно известно лишь то, что рифейские отложения на ряде участков достигают большой мощности, образование их в большинстве случаев происходило в морском бассейне на глубоко опущенных блоках кристаллического фундамента.
ПАЛЕОЗОЙСКАЯ ГРУППА (PZ)
В Саратовской области палеозойские отложения представлены девонской, каменноугольной и пермской системами Они залегают с размывом на кристаллическом фундаменте или на породах рифея.
Девонская система (D)
Девонские отложения подразделяются на нижний, средний, верхний отделы, в целом система имеет повсеместное развитие, залегает на большой глубине и нигде не выходит на дневную поверхность.
Нижний отдел (Di). Красноцветные отложения: песчаники кварц-полевошпатовые мелко- и разнозернистые с прослоями и линзами аргиллитов, глин и известняков объединяются в так называемую казанлинскую свиту. В нижней части обнаружены полуразрушенные, скелетные остатки животных и растений, позволяющих, наряду с условиями залегания пород, определить их раннедевонский возраст.
Свита залегает несогласно на более древних породах, развита только в правобережной части области (Казанла, Ириновка, Елшанка, Соколовая гора и др.). Мощность ее непостоянная и изменяется от 0 до 600 м.
Минимальная мощность яруса (10-20 м) установлена в северо-восточной части области, максимальная – к западу, к северо-западу от Саратова (свыше 240 м).
Живетский ярус (D 2 g) по фауне брахиопод, кораллов и головоногих моллюсков подразделяется на отдельные слои и горизонты, обоснованность выделения которых не везде надежная. В связи с этим объем и количество стратиграфических подразделений много раз менялись. В настоящее время выделяются горизонты: афонинский и старооскольский. Первый включает морсовские, мосоловские и черноярские слои – глины серые с прослоями мергелей и известняков; второй – воробьевские, ардатовские и мулинские — песчаники серые с пятнами коричневато-бурых, с линзами гравелитов, алевролитов, с прослоями глин, мергелей и известняков. Между отдельными слоями на участках тектонических поднятий наблюдаются поверхности размыва.
Мощность яруса изменяется в больших пределах: от 0 — в северном Заволжье до 470 м — к северо-западу от Саратова.
Верхний отдел ( D 3 ) включает франский и фаменский ярусы.
Франский ярус ( D 3 f ) подразделяется по фауне на подъярусы: верхний, средний и нижний. Нижний — включает горизонты пашийский и кыновский, средний — саргаевский, семилукский и бурегский и верхний — воронежский, евлановский и ливенский. Нижняя часть яруса — песчаники серые, мелкозернистые, известковистые с прослоями алевро- литов, глин и мергелей. Средняя и верхняя — известняки и доломиты, в разной степени глинистые с прослоями и линзами глин, количество и мощность последних изменяются от места к месту. Известняки содержат большое количество ископаемых остатков, обладают высокой битуминозностью, на отдельных участках имеют стратиграфические несогласия.
Мощность франского яруса в отдельных районах области достигает 1100 м, но подвержена большим колебаниям. Отмечается увеличение ее в направлении с северо-запада на юго- восток. Фаменский ярус ( D 3 fa > делится на два подъяруса: нижний и верхний, включающие соответственно задонский и елецкий, лебедянский и данковский горизонты. Сложен ярус известняками и доломитами светло- и желтовато-серыми крупнокристаллическими и пелитоморфными, с прослоям гипсов и ангидритов. Известняки на ряде участков обладают высокой битуминозностью, включают большое количество раковин брахиопод, определяющих их фаменский возраст, и обнаруживают скрытые стратиграфические несогласия.
Суммарная мощность фаменского яруса составляет свыше 500 м. Отмечается общая тенденция увеличения ее в юго-восточных районах.
Каменноугольные отложения залегают на девонских согласно или со слабым размывом. Подразделяются на нижний, средний и верхний отделы. Среди пород палеозойской группы они имеют наиболее широкое развитие. Поверхностные выходы их известны севернее г. Саратова, у с. Тепловки (средний отдел) и у г. Пугачева, с. Березово, Ивантеевка и Каменная Сарма (верхний отдел).
Нижний отдел (C 1 ) состоит из трех ярусов: турнейского, визейского и серпуховского.
Турнейский ярус ( C 1 t ) по фауне брахиопод, кораллов, фораминифер и остракод расчленен на ряд горизонтов — заволжский, малевский и упитский, черепетский, кизеловский, объединяемых соответственно в лихвинский и чернышенский надгоризонты. Ярус сложен известняками серыми и темно-серыми, иногда буро-серыми мелкокристаллическими, участками доломитизированными прослоями доломитов и зеленовато–серых плотных глин. Последние приурочены в основном к верхней части разреза, и количество их на разных площадях различно. Известняки содержат много фауны и являются битуминозными на ряде площадей.
Мощность турнейского яруса изменяется в больших пределах, но не превышает 200—300 м. Отмечается общее ее увеличение в восточном и юго-восточном направлениях.
Визейский ярус (C 1 v) залегает несогласно на отложениях турнейского возраста. Подразделяется на три надгоризонта: малиновский, яснополянский и окский. Первый и второй расчленяются соответственно на два горизонта -елховский и радаевский, бобриковский и тульский, а третий — на алекскинский, михайловский и веневский. В разрезе и по площади визейский ярус претерпевает большие изменения, отличается неравномерным содержанием ископаемых остатков. Сложен преимущественно терригенными отложениями; в нижней части разреза — глинами и сланцами прослоями известняков и доломитов, в верхней — алевролитами и песчаниками, переслаивающимися с известняками доломитами, реже с глинами. Общая мощность визейского яруса обычно не превышает 360—400 м.
В результате предбашкирского размыва серпуховский ярус имеет повсеместно незначительную мощность, не превышающую 56 м.
Средний отдел (С 2 ) включает два яруса: башкирский и московский.
Башкирский ярус (С 2 b ) подразделяется на пять горизонтов: краснополянский. северокельтменский, прикамский, черемшанский, мелекесский. Нижняя часть яруса—известняки белые, светло-серые и коричнево-серые, мелкокристаллические пелитоморфные. По всему разрезу содержится большое количество органических остатков.
Мощность яруса возрастает с запада на восток. В бассейне р. Хопер и западнее он отсутствует, в Заволжье мощность его достигает 156 м.
Московский ярус (С 2 m ) расчленяется на подъярусы: нижний — с горизонтами верейским и каширским и верхний—с подольским и мячковским. Нижняя часть яруса терригенно-карбонатная; верхняя карбонатная: светло-серые, мелкокристаллические известняки с прослоями доломитов. В западной части Саратовской области московский ярус отсутствует. К востоку от бассейна р. Хопер мощность его возрастает, достигая 600 м и более в юго-западных районах Заволжья.
Верхний отдел ( C 3 ) представлен только касимовским и гжельским ярусами, которые в верхней своей части повсеместно подвергались сильному размыву.
Касимовский ярус (C 3 k) – преимущественно карбонатные отложения: известняки и доломиты с прослоями песчаников и глин. Цвет серый и светло-серый, они пелитоморфные, слаботрещинноватые, содержат большое количество фораминифер, определяющих касимовский возраст горных пород. По фауне фораминифер ярус расчленяется на ряд зон. Содержание прослоев терригенных отложений возрастает в правобережных районах и значительно уменьшается в Заволжье.
Мощность яруса колеблется от нуля до 200 м, наблюдается увеличение ее в южном и юго-восточном направлениях.
Гжельский ярус (C 3 g) – доломиты серые и буровато-серые пелитоморфные мелкокристаллические с прослоями известняков песчаников и глин. Известняки и доломиты содержат большое количество фауны фораминифер, позволивших определить гжельский возраст вмещающих их отложений и расчленить ярус на отдельные зоны и горизонты. Ярус сохранился от размыва лишь в самых южных и юго-восточных районах области. Мощность его не превышает 120 м.
Пермская система (Р).
Отложения пермского возраста развиты только в Заволжье. Они сложены верхним и нижнем отделами.
Нижний отдел (Р 1 ) залегает стратиграфически несогласно на породах каменноугольной системы. Слагается ассельским, сакмарским, артинским и кунгурским ярусами.
Ассельский ярус (P 1 as) – известняки и доломиты желтовато-красного цвета, мелкокристаллические, пелитоморфные, с фауной фораминифер, прослоями и линзами голубовато-серого ангидрита.
Мощность яруса изменяется от 0 вблизи Boлжской долины до 180 м — в восточных л юго-восточных районах Саратовского Заволжья.
Сакмарский ярус (P 1 s) — известняки светло-серые, мелкокристаллические, пелитоморфные массивные, с прослоями доломитов. Мощность его увеличи- вается от 0 до 200 м в восточном и юго-восточном направлениях. У с. Варваровка, на р. Больой Иргиз выходит на поверхность.
Артинский ярус (Р 1 a) — ангидриты и доломиты светло-серые, и голубовато-серые, мелкокристаллические, пелитоморфные, мощность которых возрастает от 0 у волжской долины до 60—70 м — в юго-восточном 3аволжье. В районе с. Кушум на р. Большой Иргиз эти отложения выходят на поверхность.
Кунгурский ярус (Р 1 к) ангидриты светло-голубые, участками красноватые, плотные, мелкокристаллические, с линзами доломита. В Южном и Дальнем Заволжье значительную часть 3 разреза кунгурского яруса слагает каменная соль, плотная, крупно-кристаллическая, светло- серого, слегка голубоватого цвета с прослоями доломита.
Мощность ангидритовой толщи развитой преимущественно в северной части Заволжья, составляет около 120 м, в южной, где основная часть разреза сложена каменной солью, она возрастает очень резко, достигая 900—1000 м.
Верхний отдел (Р 2 ) включает уфимский, казанский и татарский ярусы.
Уфимский ярус ( P 2 u > развит лишь в Дальнем Саратовском Заволжье, восточнее р. Большой Узень. Это—глины кирпично-красные, с пятнами серовато-зеленой, карбонатные, плотные с характерными волнистыми, воскообразными, плоскоостями скольжения.
Мощность яруса возрастает в восточном направлении от 0 до175 м.
Казанский ярус (Р 2 kz ) выходит на поверхность в бассейне р. Малый Иргиз у с. Ивантеевка. Нижняя часть карбонатная — известняки светло-серые, мелкокристаллические, пелитоморфные. с прослоями доломитов, верхняя — сульфатная; преимущественно ангидриты и гипсы светло-се- рые с голубоватым оттенком, крупнокристаллические, массивные. В известняках содержится большое количество фауны фораминифер.
Моощность яруса увеличивается в восточном направлении от 0 до 190 м.
Татарский ярус (P 1 t)—песчаники, алевролиты, глины с прослоями ангидритов и гипсов. Породы имеют пеструю окраску, содержат большой комплекс микрофауны, с поверхности подвергались сильному размыву, в результате чего мощность яруса изменяется в больших пределах от 0 до 175 м.
МЕЗОЗОЙСКАЯ ГРУППА ( MZ )
Мезозойские отложения представлены триасовой, юрской и меловой системами. Во многих районах области различные горизонты их выходят на дневную поверхность.
Триасовая система (Т)
Залегает несогласно на пермских отложениях. Установлена только в дальнем Саратовском Заволжье. Общепринятого стратигратиграфического деления не существует. Выделяемые в ней свиты не имеют надежного палеонтологического обоснования, не поддаются корреляции и не могут служить основой стратиграфической схемы. Условно, по аналогии с ними районами, среди триасовых отложений Заволжья могут быть выделены только индский и оленекский ярусы.
Индский ярус (T 1 i)—глины красновато-коричневые, и голубовато-серые алевритисто-песчанистые, плотные, переслаивающиеся песчаниками и песками зеленовато-серыми, кварцевыми, грубозернистыми.
Мощность яруса в районе с. Красный Кут составляет 300 м. увеличивается в южном направлении в сторону Прикаспия.
Оленекский ярус (Т 1 о) — известняки и глины коричневато-красные и серые, плотные, участками трещиноватые или с плоскостями скольжения, переслаивающиеся песчанистыми темно-серыми глинами и синевато-серыми, мелкозернистыми глинистыми песчаниками.
Мощность известняков изменяется в больших пределах, достигая в южных районах Саратовского Заволжья 100 м и более. Общая мощность триасовых отложении подвержена большим колебаниям.
Юрская система (J)
Залегает со стратиграфическим несогласием на более древних породах от триасовых до каменноугольных. Представлена средним и верхними отделами, которые во многих пунктах Правобережья и Заволжья выходят на поверхность.
Средний отдел (J 2 ) слагается байосским н батским ярусами, которые вскрываются на поверхность на участках тектонических поднятий западнее Саратова, на р. Большой Иргиз у г. Пугачева и в районе с. Тепловка.
Байосский ярус (J 2 bi) — алевриты и глины с гнездами и линзами песка серого и темно-серого цвета, неясно слоистые, часто гипсоносные с кристаллами пирита и марказита, содержат характерную фауну моллюсков. Мощность закономерно возрастает в южном и юго-восточном направлениях от 0 на участках тектонических поднятий до 234 м—у г. Новоузенска.
Батский ярус (J2 bt) — глины и алевриты серые и палево-серые, плотные, тонкослоистые, мелкослюдистые, с прослоями песка и конкрециями сидерита. Содержащаяся фауна позволяет расчленить ярус на отдельные пачки. Нижняя граница его выделяется нечетко, поэтому на отдельных площадях выделяются переходные слои. Мощность изменяется от 0 в пределах тектонических поднятий за счет размыва 60 м до и более.
Верхний отдел (J 3 ) слагается келловейским, оксфордским. кимериджским и волжским ярусами. Западнее Саратова в сводах тектонических поднятий, на Общем Сырте — восточнее Перелюба и у с. Озинки различные горизонты этого отдела выходят на поверхность.
Келловейский ярус ( J 3 cl > — в нижней части глины темно-серые алевритистые, плотные, с хорошо выраженной слоистостью, в средней — песчаники и желтовато-серые, мергелистые, глауконитово-кварцевые,. слоистые с тонкими прослоями глин черных и темно-серых; выше — глины серые, известковистые с прослоями мергелей и мергелистых песчаников. Глины включают большое количество кристаллов гипса, ярозита, конкреции сидерита, раковины аммонитов, среди которых многие являются руководящими формами для келловея.
Мощность келловея колеблется даже в пределах отдельных тектонических поднятий: сокращается на сводах, возрастает на крыльях. Общее увеличение мощности отмечается в отмечается в южном и юго-восточном направлениях, до 80 м у г. Новоузенска. Ярус отсутствует в дальнем юго-западном правобережье области, на Балашовско-Калининском участке и в бассейне р. Карай.
Оксфордский ярус ( J 3 ox ) залегает с размывом на келловее. Сложен глинами пепельно-серыми, алевритистымн, известковистыми, слюдистыми, тонкослоистыми, в верхней части присутствуют прослои мергеля, встречаются желваки фосфоритов.
Мощность изменяется в больших пределах: на отдельных участках ярус отсутствует, в сторону Прикаспия мощность его возрастает до 100 м и более.
Кимериджский ярус (J 3 km ) представлен только cвоей верхней частью, развитой лишь на отдельных участках. Отделить кимериджские отложения от оксфордских не везде возможноно ввиду большого сходства их вещественного состава. Это глины светло-серые, нзвестковистые, слоистые. Мощность яруса небольшая в южной части Заволжья она не превышает 50 м .
Волжский ярус (J 3 v) залегает несогласно на различных горизонтах верхнего отдела юрских отложений. Сложен глинами серыми и темно-серыми, известковистыми, переслаивающимися битуминозными глинами и горючими сланцами, известковистыми песчаниками и алевролитами. Верхняя часть яруса — пески зеленовато-серые, глауконитово-кварцевые, содержащие жслваки фосфоритов и их сростки. По фауне аммонитов ярус подразделяется на зоны, объединяемые в нижний и верхний подъярусы. Горючие сланцы волжских отложений долгое время служили объектом промышленной разработки их в районе с. Савельевка и ст. Озинки. Мощность яруса колеблется от нескольких метров до 80м у г. Новоузенска.
Источник