Палеорельеф доугленосного фундамента Подмосковного бассейна

Позднейшие тектонические движения и в какой-то мере карстовые процессы нарушили на большей части площади бассейна первичные соотношения высотных уровней доугленосной поверхности, поэтому указанные исследователи прибегли к реконструкции палеорельефа путем приведения в горизонтальное положение некоторых маркирующих поверхностей нижнего карбона, находящихся главным образом выше границы угленосных отложений с подстилающими породами. При реконструкции в качестве опорных поверхностей используются подошвы веневских и алексинских известняков, а также основных угольных пластов.

При составлении «Карты палеорельефа доугленосной поверхности Подмосковного бассейна» в качестве опорного горизонта использовалась подошва алексинских известняков, принятая за условный нуль шкалы относительных высот. Для части территории южного крыла, где алексинские известняки эродированы, изогипсы палеорельефа вычислены по подошве II угольного пласта с последующим пересчетом на основной опорный горизонт — подошву алексинского известняка — путем прибавления 40 м к полученным отметкам. Показанные на карте условные изогипсы палеорельефа соответствуют изомощностям, взятым со знаком «минус», и построены по очень большому числу разрезов буровых скважин (измеряемому тысячами точек), расположенных на территории бассейна крайне неравномерно. Наиболее точно палеорельеф восстановлен в пределах разведанных угленосных площадей южного крыла, образующих почти сплошную полосу шириной до 100 км, вытянутую в широтном направлении на 500 км от г. Ельни на западе до г. Ряжска на востоке.

В западном крыле морфология доугленосной поверхности хорошо выявлена лишь в южной его части (районы Дорогобужа, Нелидова, Ржева и Вязьмы) и менее полно в северной — между пос. Селижарово и г. Боровичи. Даже в первом приближении не может быть намечен палеорельеф в центральной части бассейна (районы Можайска, Калинина, Москвы, Подольска, Коломны, Судогды, Рязани и др.), характеризующейся значительной глубиной залегания угленосной толщи (свыше 200 м), поскольку число буровых скважин, пересекших всю толщу карбона, не превышает 20.

Однако, несмотря на указанные выше трудности, карта дает наглядное представление о распределении крупных положительных и отрицательных форм рельефа, в том числе сети долинообразных понижений, существовавших на территории Подмосковного бассейна в ранневизейское время, к моменту охвата ее трансгрессией мелководного моря. Амплитуда колебания относительных отметок палеорельефа превышает 100 м и достигает максимально 150—180 м, если сопоставить уровни наиболее повышенных участков Тихвинского и Боровичско-Валдайского районов и наиболее пониженных в юго-западных районах бассейна (Всходском и др.). Современные соотношения высот поверхности доугленосного фундамента существенно отличаются от тех, какие были в период угленакопления. Так, в нижневизейское время в северной части западного крыла (Боровичи, Тихвин) поверхность фундамента была не менее чем на 100 м выше, чем в южной (Нелидово, Сафонове, Вязьма). В настоящее время наблюдаются обратные соотношения: на севере абсолютные отметки фундамента меняются в пределах 80—120 м, тогда как в южной части западного крыла высота его поверхности лежит в пределах 130—170 м. Эта перестройка высотных соотношений поверхности доугленосного фундамента произошла в послекарбоновое время. На рис. 11 видно, что на Барятинском поднятии рельеф фундамента в современных абсолютных отметках не отражает формы поверхности доугленосного фундамента в эпоху формирования угленосной толщи. He менее ярко это же показывают и схемы по Нелидовскому месторождению и Борисовскому поднятию в районе г. Валдая (рис. 12).

Изогипсы палеорельефа, проведенные на карте через 10 м, показывают, что поверхность доугленосного фундамента в начале визе была весьма сложной. На ней можно выделить обширную пониженную область, захватывающую всю юго-западную часть бассейна (от г. Белого до г. Кирова в меридиональном направлении и от г. Смоленска до г. Калуги в широтном направлении), в пределах которой располагается система причудливо изгибающихся широких (10—20 км и более) палеодолин, хорошо обрисовывающихся изогипсами -70, -80 м. Плоские днища таких долин имеют условные отметки от -80 до -180 м. Общее направление падения долин в пределах описываемой области — южное. Плоские широкие водораздельные пространства здесь имеют средние отметки поверхности около 60 м.

С севера в эту область открываются две крупные палеодолины первого порядка, соединяющиеся в районе г. Белого в одну долину. Одна из них имеет почти меридиональное направление и протягивается от района ст. Удомля к Кувшинову и Ржеву. Ее верховья, по-видимому, располагаются севернее, к востоку от разведанных участков Боровичского и Тихвинского районов, о чем можно судить по данным одиночных структурных скважин. Вторая долина протягивается от г. Пено к г. Нелидово и далее к г. Белому. Водораздельные пространства в верховьях первой из описанных долин имеют максимальные отметки палеорельефа от —20 м до 0 и выше (в средней части порядка -30, -35 м), а в нижней их части, так же как и во второй долине, порядка -40, -50 м.

Третья крупная палеодолина намечается ориентировочно, ввиду ограниченности фактических данных. Она протягивается с востока на-запад от г. Рязани к Подольску и Можайску; далее поворачивает на юго-запад к г. Медыни, где соединяется с системой депрессий этой части бассейна. В верховье этой большой долины имеется ряд долин второго и третьего порядков, впадающих в нее с востока, юга и запада (северный борт долины намечен пока плохо, по очень малому количеству скважин). Отметки дна описываемой долины в верховьях до -60, -70 м, а на западе в низовьях -80, -90 м; соответственно меняются и отметки -поверхности водораздельных пространств, в среднем от -35 до -40 м на востоке, до -50, -55 м на западе.

По имеющимся отрывочным данным одиночных скважин область повышенного палеорельефа с отметками около 0 и выше намечается в районе Моршанска и Каверина. Повышенные, хотя я менее высокие области, по-видимому, располагаются на самой южной окраине бассейна, в районе Плавска, Белева, Судогды (в 150 км к востоку от Москвы) и Поварова (в 50 км к западу от Москвы). Палеорельеф доугленосного фундамента к западу и юго-западу от границы распространения карбоновых отложений пока не установлен. Поскольку весь разрез карбона, включая и угленосную толщу, имеющую в западных районах бассейна максимальную мощность, не заключает никаких фациальных признаков близости повышений палеорельефа, можно с значительной степенью достоверности предполагать, что низменный рельеф продолжается в зону Брянско-Рославского прогиба. Наличие бокситопроявления в бобриковском горизонте, севернее, в районе г. Смоленска (Ярцевский район) указывает на относительно небольшое повышение здесь поверхности фундамента. Севернее, в районе Нелидово, Андреаполя и Пено, вдоль западной границы карбоновых отложений устанавливается увеличение мощности угленосной толщи до 80 м и более, что свидетельствует о существовании еще одной магистральной долины, верховья которой достигали Боровичского и Тихвинского-районов.

Карта доугленосного рельефа Подмосковного бассейна является схематичной и не отражает всей сложности рассматриваемой древней гидрографической сети. На отдельных участках, хорошо освещенных при разведке углей, огнеупорных глин и бокситов, выявлена не только сеть древних долин второго и третьего порядков, но и овражно-балочная сеть. Характер расчленения поверхности фундамента и глубина эрозионного вреза в различных районах бассейна неодинаковы: в северных районах западного крыла, расположенных в верховьях палеодолин, рельеф отличается незначительным, расчленением водораздельных повышений и крутыми склонами; в юго-западных районах бассейна, где ширина палеодолин достигает десятков километров, склоны последних пологие, а междолинные повышения плоские, террасовидные.

Накопленный богатый материал о формах крупных и мелких палеодолин Подмосковного бассейна и прилегающих с севера районов свидетельствует об их эрозионном происхождении. Эрозионный характер палеорельефа в основании угленосной толщи хорошо отражен на схемах строения фундамента в Кораблинском и Андреапольском районах, где сохранились от предвизейского размыва лихвинские глины, мощность которых находится в прямой зависимости от глубины эрозионного вреза (рис. 13 и 14).

В образовании макроформ палеорельефа, например упомянутого в начале максимального понижения, а также областей наиболее приподнятого рельефа главенствующая роль принадлежала тектоническим процессам, которые проявлялись на границе визе и турне в период континентального перерыва и в период накопления угленосной толщи. Примерам влияния тектонических движений конца предвизейского континентального перерыва и начала визе на формирование макроформ палеорельефа может служить район Селижарова, где озерско-хованские доломиты (Селищенское, Коптевское и другие месторождения) залегают на расстоянии около 45 м от подошвы алексинского известняка и покрыты лихвинской глинисто-мергельной толщей мощностью до 20 м. В расположенной к востоку магистральной долине палеорельефа с отметками дна около —50, —60 м, кровля озерско-хованских доломитов удалена от той же маркирующей ,поверхности на 60—70 м, между тем, мощность лихвинских глин сохраняется. Это свидетельствует о том, что данный участок испытал в раннем визе большее погружение, чем соседние.

Состав пород фундамента также оказывал существенное влияние на формы палеорельефа. Там, где на очень больших площадях угленосная толща подстилается турнейскими и верхнефаменскими карбонатными породами, немаловажную роль в создании мезо- и макроформ палеорельефа фундамента сыграли древние карстовые процессы. Такие территории характеризуются наличием небольших бессточных котловин в поверхности фундамента и замкнутых впадин в осевой части дна палеодолин. Если же поверхность фундамента сложена девонскими или лихвинскими глинами (многие районы западного крыла), долины имеют нормальную форму.