О строении морских четвертичных отложений Керченского региона

УДК 550.93:551.79

В.Н.Шелкопляс1, Т.Ф.Христофорова1

О СТРОЕНИИ МОРСКИХ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ КЕРЧЕНСКОГО РЕГИОНА

Стратиграфическая схема плейстоцена Керченського региона получена на основе геохронологических и палеонтологических исследований. Бурение выполнено на главных стратиграфических разрезах, изученных ранее по обнажениям.

Керченский полуостров является уникальным регионом, где широко представлены как отложения шельфовых и морских формаций антропогена, так и субаэральные континентальные осадки. Особый интерес представляет расположенное в южной части полуострова озеро Узунлар, отделенное от Черного моря узкой пересыпью. Антропогеновые отложения этого региона изучались на протяжении более 80 лет. Широко известны работы П.В.Федорова [5], Н.И.Андрусова [1], А.В.Архангельского, Н.М.Страхова [2|, Г.И.-Попова [4], В.А.Зубакова [3], А.Л.Чепалыги [6|, Е.Ф.Шнюкова и его сотрудников [7] и многих других.

Узунларское озеро являлось тем бассейном, который чутко реагировал на все колебания Черного моря. В 1984г. А.Л.Чепалыгой был изучен геологический разрез восточного берега оз. Узунлар. Этот разрез является стратотипическим (рис. 1). До настоящего времени изучался преимущественно в отдельных расчистках, которые не давали полного представления о геологическом строении Узунларской террасы. С целью получения дополнительного геологического материала нами разбурен профиль на восточной террасе залива озера Узунлар напротив останца «медведь», в месте, где А.Л.Чепалыгой были заложены в 1984 году шурфы. Были пробурены скважины вдоль террасы и на ее тыловом краю у сочленения террасы с водоразделом. Поверхность террасы слабо наклонена в сторону моря; высота уступа в районе бурения до 8 м и уменьшается к морю до 1 м. Ширина террасы достигает 25 - 30 м.

Ниже приводим описание скважин в прилагаемом геологическом профиле.

Скважина № 2 пробурена в 50 м от бровки террасы на сочленении ее с коренным склоном.

1 0,0 - 0,7 м Современная почва, чернозем.

2 0.7-8,1 м КТЛ 1/86 6747 т.л. КТЛ 2/86 71 ±4 т.л. От Лессовидный суглинок палево-желтый. грубопылеватый, карбонатный с включениями гипса и отдельных гравийных зерен. На глубине 5.1 м прослой 2 см мелкого гравия. В интервале 7.0- 8,1 м суглинок песчанистый. Нижний контакт четкий.

3 8.1 - 10.4 м От Песок буровато-желтый, мелкозернистый, с отдельными крупными зернами кварца, сильно глинистый, есть включения гипса. Встречены обломки раковин СагсИит ес!и1е, О/Наспа, Пге1.\.\епа ро1утогрИа, СогЫси1аАиттаНз и др.

©Шелкопляс В.Н.1, Христофорова Т.Ф.1 1 Институт геологических наук НАН Украины

4 10.4 11,6ч КТЛ 3/86 210± 10 г.л Qu Суглинок темнобурый с зеленоватым оттенком, тяжелый, с железистыми и мергелистыми включениями.

5 11.6- 13.2 м Q.-n2 Глина зеленовато-желтая, плотная, с диагонально-раковистым изломом, с включением сидерита.

6 13,2-15,3м N 2 Глина серая с желтыми разводами, плотная, тяжелая, с раковистым изломом, с бобовниами окислов железа и марганца.

7 15,3-19,1 Р,т Глина тсмносерая. сланцевая (майкопская серия). Хабой на глубине 19,1 м.

В этой скважине из толщи лессовидного суглинка отобраны 2 образца на определение абсолютного возраста термолюминесцентным методом. Образец 1/86 взят с глубины 6,6 м. Его возраст 67±7 т.л. Образец 2/86 - с глубины 7,0 м, его возраст 71±4 т.л. Таким образом, возраст этого лесса можно считать удайским.

В толще суглинков, вскрытых этой скважиной, определены Balanus, Cardium etdule, Didacna sp., Monodacna sp., Dreissena polymorpha, Didacna pontocaspia, D. Nalivcini, Caspia linda, C. ulski. Наличие в смешанном комплексе солоноватоводных видов, а также датировки 3/86 с возрастом 210±10 т.л. дают возможность считать возраст этих суглинков узунларским.

Фауна моллюсков [6] и фораминифер из верхних слоев стратотипа узун-лара свидетельствуют о том, что это был бассейн полу морского типа с соленостью, близкой к солености Черного моря. На периферии бассейна, в лагунах разного типа продолжали развиваться солоноватоводные реликты предыдущего бассейна. Уровень узунларского бассейна, вероятно, ненамного превышал современный.

Скважина №3 пробурена на бровке террасы. Ее разрез:

1 0.0 - 0.8 м Современная почва, чернозем

2 0,8- 1,3 м Qn Суглинок лессовидный песчанистый, внизу слоя желто- бурого цвета.

3 1.3-5,4 м Qn Песок желтовато-серый разнозернистый с обильной фауной, частые карбонатные конкреции, книзу песок мелко- и тонкозернистый с прослоями охристо-желтого; контакт с нижележащим слоем четкий.

4 5.4-6,5 м Ом Суглинок желтовато-бурый с зеленоватым опенком, плотный, с гнездами сидерита и налетами марганца.

5 6.5- 11,2м n2-q, Глина желтовато-бурая с диагональным изломом, с обломками сидерита, с включениями гнезд суглинка серого.

6 11,2-15,8 м Р,"‘ Алеврит темносерый, в конце интервала глина темносерая, плотная, вязкая. Забой.

Наличие смешанной солоноватоводной и морской фауны, аналогичной описанной в СКВ. 2, слой 4 (рис. 1), позволяет отнести слои 2, 3, 4 к узун-ларскиму ГОРИЗОНТУ ( <3П ).

1 0,0- 1,1 м Современная почва - супесь буровато-серая гумусированная.

2 1,1 -3.4м 0.1 Супесь бурая, грубая, карбонатная, неслоисгая, загипсованная, с прослоями светлого суглинка.

3 3.4 - 3.65 м Он Супесь темнобурая, тяжелая, гумусированная, с землистым изломом (пофебенная почва), с четкими контактами.

4 3.65-4,0м 0,. Песок глинистый буровато-желтый, разнозернистый

5 4,0 - ь,8 м Qn Суглинок желтовато-палевый. пористый, карбонатный с отдельными зернами гравия; внизу прослой детрита 15 см.

6 6.8- 13.2 м Qn Глина желтовато-серая, плотная, слабокарбоиатиая с железистыми и марганцевыми бобовинами

7 13,2-15,3 м Глина желтая, с включениями в виде гнезл глины темносерой, загипсована, мною сидери та, контакты четкие. Книзу глина темносерая.

Скважина № 5 пробурена на бровке террасы:

' 0,0- 1,0 м Современная почва.

2 1,0-9.0 м Qm Лссс-суглннок желтовато-палевый, средний, некарбонатный, загипсован, с 9 м загипсованность сменяется карбонатностью. Нижний контакт четкий. На глубине 9 м прослой гравия.

3 9,0-11,0 м Он Песок светложелтый разнозернистый с обломками фауны.

4 11.0-13.0 м Q.. Песок серый, гравийный с большим количеством обломков фауны. Слабо глинистый.

5 13,0-13,6м ктл 5/86 156 т. л. Глина темнобурая до черной, местами ожслезненная.

6 13,6-13,8 м Ní-O, Песок серый фавнйный с детритом.

7 13,8-14,4 м Глина желтовато-бурая, плотная, тяжелая.

Древнеэвксинские отложения обнаружены в расчистках I, 2 (рис. 1). Здесь под толщей 1,5 м лессовидных суглинков залегает 1,2 м песков на буровато-желтой плотной глине. Пески разнозернистые светлобурые, в них определены Didacna sp.. Monodacna sp., Dreissena polymorpha, Didacna pontocaspia, D. Nalivcini, Dreissena caspia, Caspia cineta, Caspia sp. Наличие каспийских солоповатоводных видов позволяет считать описанные пески древнеэвксинскими.

"JÉÉfL

1 . »сссоїкИлммП суш инок; 2 * суглинок; ' - глина. А - сумп>; S - песок h - рикушсшик; 7 - (іесмомик; К осыпь: • рлс-нкткн

І’», І I еонім іпссиїй раїрсі Осреіоьшо обрммо) Уїуилпр

Рис. 1. Геологический разрез берегового обрыва оз. Узун.іар

1 - лессовидный суглинок; 2 - суглинок; 3 - глина; 4 - суиссь; 5 - песок: 6 - ракушечник; 7 песчаник;

8 - осыпь; 9 - расчистки

По-видимому, основные находки фауны в древнеэвксинских отложениях [6] характеризуют его лагунные фации. В них найдены и редкие средиземноморские виды. Это позволяет предполагать, что древнеэвксинский бассейн имел ограниченную связь со Средиземным морем и его уровень был близок к современному. Развитие этого бассейна приурочено к теплому за-вадовскому времени, о чем свидетельствует фауна мелких млекопитающих гуньковского (Чигиринского) комплекса из стратотипа у с. Озерного: Prolagurus posterius Lagh., Lagurus transiens janossy, Arvicola cantiana Hinton. Microtus (Pitymys) arvaloides Ilinton и др.

В расчистках 12-15 вскрыты карангатские отложения, представленные сверху вниз:

1 0.2- 1.5 м Qi» Песок серый, разнозернистый с характерной фауной.

2 1.5-2.0 м Qdi Ракушняк на песчаном цементе, плотный.

3 2,0 - 4,2 м Qm 11есок светлосерый, мелко- и разнозернистый с фауной. Ниже осыпь.

Карангатские отложения известны в пределах всего Черноморского региона. Полнее всего на Керченском полуострове: мыс Карангат - голостратотип, Эльтиген - парастратотип, оз. Чокрак, п-ов Казантип стратотипы. Наиболее полно изучен эльтигенский разрез (рис. 2). В нем выделены несколько циклов осадконакопления и, соответственно, 2 (возможно 3) фазы развития карангатской трансгрессии: ранняя (тобечикская), поздняя (эль-тигенская) и, возможно, посткарангатская.

Рис. 2. Геологический р.ччрг« КЦЖИ1ЯП:М1Й 1Cf>|MCM у С. ГС|>ОС»СКОС

Рис. 2. Геологический разрез карагаитской террасы у с. Героевское

I - лессовидный суглинок; 2 - суглинок; 3 - глина; 4 - супссь; 5 - пссок; 6 - ракушечник

Тобечикская фаза представлена осадками в южной части разреза. Фауна моллюсков характеризует постепенное осолонение бассейна до появления средиземноморских видов: Paphia senescens и фораминифер Aubignina perlucide (Her.-All. et Earl). Находки комплекса млекопитающих с Arvicola ex gr. terrestis позволяют отнести эти осадки к верхнеплейстоценовому (при-лукскому) межледниковому времени.

Эльтигенская фаза представляет максимум карангатской трансгрессии. Здесь самая богатая фауна со средиземноморскими видами моллюсков. В это время появляются даже планктонные фораминиферы и наннопланк-тон, что свидетельствует о солености выше современной. Судя по составу карангатской фауны, экологические условия карангатского бассейна были разнообразными. ТТа основной акватории, где соленость достигала 25-30 %о, обитали морские виды. На периферии бассейна, в устьях рек и лагунах разного типа развивались солоноватоводные и полуморские виды. Уровень карангатского бассейна мог быть выше современного на 5 - 10 м. Позднее карангатский этап трансгроессии сопоставляется с прилукским горизонтом безрадичского надгоризонта.

В северо-восточной части Керченского полуострова в районе озера-лимана Чокрак хорошо выражены террасы, сложенные морскими и континентальными отложениями. В разрезе террас Чокракского озера представлены преимущественно прибрежные шельфовые отложения. На восточном берегу озера, в отличие от других регионов Керченского полуострова, характерны перерывы между древнеэвксинскими и карангатскими отложениями. Еще А.Д. Архангельский и Н.И.Страхов отмечали, что галечники с налюди-новой фауной подстилаются узунларскими отложениями. Позднее (1978) П.В. Федоров, описывая разрез Чокракской террасы, отмечал наличие перерыва между карангатскими, узунларскими и древнеэвксинскими отложениями. По его данным, в предкарангатское время Азовское и Черное моря имели связь со Средиземноморским бассейном.

Рядом со стратотипическими разрезами пробурены несколько скважин, что позволило уточнить геологическое строение плейстоценовых террас озера Чокрак.

1 0.0 - 0.3 м Современная почва.

2 0,3 - 4,0 м КТЛ 34/86 25 Т.Л. Переслаивание песка мелко- и разнозернистчно, с отдельной галькой и гравием. Псски косослоистые. Много фауны моллюсков: Pectenponiicus Mull., üstrea Tairica Kryp., Venus gallina L., Cardium edule C., Solen, Mylitus Galloprovincialtx Lam.

3 4.0 -6.7 м Песок темнобурый, мелко- и тонкозернистый, слоистый и косослоистый с фауной: Dtdacna pallas/ Prav., Corbicula fluminalis Mull.. Cardium edule L.. Venus gallina L и др.

4 6,7-8.5 м Qui Песок гравелистый с галькой (базальный горизонт). В нижней части на глубине 5 м конгломераг-ракушняк. Фауна: Cerichium vuegatum Brug.. Didaehna nalivrini Wass., Didachnapontocaspia Pavl.. Viviparus, Corbicula fluminalis Mull.

5 8,5 - 9,5 м Песок грубозернистый и разнознрнистый, сцементирован до ракушняка с фауной Cardium edule L., Venus gallina L.. Mytilus Galloprovineialis Lam.

6 9.5- 10,0 м Галечник светлосерый плотный, биогермы.

7 10.0- 15,4м Суглинок желтовато-бурый, легкий, в середине песчаный, прослои до 5 см, сильно карбонатный, с галькой.

8 15.4- 17,7 м Глина тсмноссрая. пластичная, жирная, вязкая, карбонатная.

Скважиной 6/86 полностью пройден разрез плейстоценовых отложений до майкопских (палеогеновых) глин.

Верхняя часть разреза до глубины 9,5 м представлена песками с характерной карангатской фауной. Последовательность слоев в карангатских отложениях в данном разрезе характерна и для других мест, где встречены карангатские образования. Нижние слои карангатских отложений (известняки, биогермы), возможно, характеризуют прибрежную фацию карангатс-кого моря.

Подобное чередование отложений различного литологического состава, взаимное замещение по простиранию отражают различные фазы развития карангатской трансгрессии.

В наиболее полном разрезе севернее Тобечикского озера можно проследить двухчленное строение карангата. Здесь обнажаются:

1 Суглинки лессовидные с 1 - 2 горизонтами погребенных почв мошн. 5,0 - 8,0 м

2 Погребенная почва - суглинки бурые, комковатые, с карбонатными стяжениями внизу мощн. 1.0 м

3 Галечники и ракушечники слоистые с Ostrea, Mytilus и др„ переходящие кверху в пески со следами субаэрального выветривания в кровле. мощн. 2,0 м

4 Пески уплотненные (песчаники) слоистые, детритусовас. розовато-желтые, с обильными раковинами Cardium tuberculatum L., С. edule L . Mytilus dalloprovincialis Lam.. Paphia Senescens (Coe), Venus verrucosa L. и др. мошн. 3,0 - 4.0 м

5 Псски, галечники, ракушечники, по простиранию замещающиеся устричными банками с Ostrea edulis /.., Chlamus grabra (!..) и др. мошн. 2.0 - 3.0 м

6 Пески уплотненные кофейного цвета с раковинами наземных моллюсков Helix и др. мощн. 1,0 1.5 м

7 Пески грубые, разнозсрнистыс, с галькой и раковинами Ostrea.Chlamus и др. мощн. 0,5 м

8 Мергелистая уплотненная корка песчаника молочно-белого цвета мощн. 0,3 м

9 Глина слоистая, серая с прослоями глинистых песков и раковинами Cardium edule L., Paphia Senescens (Coe.) мощн. 1,0 м

10 Суглинки желтые, переходящие по простиранию в серые песчанистые глины с растительны ми остатками и раковинами Planorbis, Liinnaca мошн. 3,0 м

Слои 3-4 следует относить к верхнему, а 5 - 7 к нижнему карангату. Песчаники с Helix sp. характеризуют переход между ними.

Литологический состав карангатских отложений типичен для прибрежных фаций и очень изменчив. Преобладают пески, глины, ракушечники, конгломерат. На западном берегу озера Чокрак разрез (рис. 3) отличается от восточного. Здесь терраса менее выражена в рельефе, она сохранилась отдельными участками шириной до 50 м и прислонена к коренному склону.

Рис, 3. Геологический разрез террасы на западном берегу оз. Чокрак

1 лессовидный суглинок; 2 - глина; 3 - песок; 4 ракушечник; 5 - песчаник; 6-расчистки

На террасе в 15 м от бровки пробурена скважина 8/86.

1 1 0.0 -0.1 M Современная почва.

2 l 0.1-2,5 m КТЛ 87±7 Т.Л. Суглинок лессовидный папсво-серый с охристыми пятнами, карбонатный, книзу суглинок становится песчанистым и постепенно переходит в охристо-бурый песок.

4 2.5-5.8 m Песок бурый с охристыми разводами, мелкозернистый, на глубине 2,7 м прослой хорошо окатанной гальки и песчаника (48 см), в нижней части толщи в прослои глины. Фауна: Cardium ediile L., Venus gallina L.. Sfyíilus, Solen.

4 5.8- 15.8 m КТЛ 236±30 т.л. Глина зеленовато-серая, плотная, вязкая, не карбонатная, с раковистым изломом, загипсована.

5 15,8 - 19,6 m Глина темносерая, плотная, вязкая, жирная.

Общая мощность карангатских отложений на мысе Карангат 1-2 м, у с. Героевское на западном берегу Керченского пролива - 7м.

Широкий водообмен Черного и Средиземного морей, установившийся в начале верхнего плейстоцена, существовал относительно недолго. Резкое снижение уровня карангатского моря стало переломным этапом в развитии Причерноморья и преобразовании его ландшафтов. В результате этот этап завершился новым преруглублением долин и окончательной выработкой современных лиманов.

1. Андрусов Н.И. Избранные труды,- М., 1965.- Т. 4.- 402 с.

2. Архангельский А.П., Страхов Н.И. Геологическое строение и история развития Черного моря.- Изд-во АН СССР.- Т. 1.- 1938.- 226 с.

3. Зубаков В.А. Глобальные климатические события плейстоцена.- JL: Гидроме-теоиздат, 1986.- 286 с.

4. Попов П.И. Плейстоцен черноморско-каспийских проливов.- М.: Наука, 1983.-212 с.

5. Федоров П.В. Плейстоцен Понто-Каспия.- М.: Наука, 1978.- 163 с.

в. Чепалыга А.Л., Михайлеску К.Д., Маркова А.К. и др. Проблемы стратиграфии и палеогеографии плейстоцена Черного моря // Сб. Четвертичный период. Стратиграфия.- М.: Наука, 1989.- С. 113-121.

7. Шнюков Е.Ф., Аленкин В.М., Путь АЛ. и др. Геология шельфа УССР. Керченский пролив.- К.: Наукова думка, 1981.- 160 с.

Стратиграфічну схему плейстоцену Керченського регіону одержано на основі геохронологічних і палеонтологічних досліджень. Буріння виконано на головних стратиграфічних розрізах, вивчених раніше на відслоненнях.

The boring was made on the main stratigraphie sections to receive a géologie material. The sections have been previously studied in outerops. The stratigraphical chart of Pleistocene of the Kerch strato-region is obtained on a base of geochronological and paleontological researches.