Геологическая история Подмосковья

Геологическая история
Подмосковья
М ОСКОВСКИЙ Г ОСУДАРСТВЕННЫЙ У НИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ М . В . Л ОМОНОСОВА
ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
ИЦ «ПОПУЛЯРНАЯ ГЕОЛОГИЯ»
Спиридонов Александр Викторович,
н.с. кафедры динамической геологии
Геохронологическая шкала
 Чтобы узнать, как выглядела территория
Подмосковья в прошлые эпохи
необходимо обратиться к
геологической летописи.
 Развитие органического мира нашей
планеты тесно связано с геологической
историей.
 Принцип, которым руководствуются
геологи и палеонтологи (1669 г.,
Николаус Стенон) :
«каждый вышележащий слой моложе
подстилающего при их ненарушенном
залегании.»
Домодедовский известняковый карьер
В Подмосковье представлена не вся последовательность слоев
из-за особенностей его геологического развития.
Московский ярус среднего карбона, на известняках – глины
верхней юры и четвертичные отложения. В западной части
до сих пор ведётся добыча известняка.
Фото: В.Слётов, 2009
Геологическое строение Подмосковья
Мы находимся в центральной части Восточно-Европейской
платформы, одной из древнейших, появившихся в конце раннего
протерозоя (1,8-1,7 млрд лет назад).
 Платформы состоят из твердого кристаллического
фундамента, смятого в складки, и почти горизонтально
залегающего на нем слоистого осадочного чехла.

Фундамент сложен породами архейского и протерозойского возраста
(гнейсами, гранулитами, мигматитами, мраморами и т.д.), а осадочный чехол
формировался в основном в фанерозое, и лишь в самом его основании есть
вендские отложения.
 Фундамент прогибается в центральной части платформы и
приподнят по ее краям, в некоторых местах выступая в виде
щитов. В целом получается структура вроде своеобразной чаши.



Щиты — Балтийский и Украинский, который имеет гораздо меньшие
размеры.
Чашевидное углубление в центре Восточно-Европейской платформы
называется Московской синеклизой.
Кроме того, в фундаменте есть и другие образования - глубокие (до 5-10 км),
узкие и сильно вытянутые в длину прогибы, ограниченные разломами.
В нашем регионе существуют два: Подмосковный (проходит через саму
Москву) и Пачелмский (на юге).
Тектоническая карта Европы
1
2
3
Части ВосточноЕвропейской
платформы
1. Русская плита
Щиты:
2. Балтийский,
3. Украинский.
Московская
синеклиза –
пологая вогнутая
складка осадочного
чехла показана
голубой стрелкой.
Тектоническая схема Московской области
Разломы кристаллического
фундамента:
1. установленные по геологическим
и геофизическим данным.
2. предполагаемые.
Глубина залегания фундамента
в метрах:
3. установленная,
4. предполагаемая.
Московская синеклиза пологая вогнутая складка
осадочного чехла;
Гжатская,
Подмосковная,
Пачелмская впадины
- крупные опущенные по разломам
участки кристаллического
фундамента,
Тумско-Шатурский выступ
- приподнятый по разломам
участок кристаллического
фундамента
Геологическая карта Подмосковья
меловая система:
 трепелы и глинистые
опоки, глины, пески и
песчаники верхнего
отдела,
 пески с фосфоритами,
песчаники, глины нижнего
отдела;
юрская система:
 темные глины и пески с
фосфоритами, глины,
пески, песчаники;
отложения перми-карбона:
 глины, доломиты,
известняки.
каменноугольная система:
 известняки, доломиты,
пестрые глины и мергели
верхнего отдела,
 известняки и доломиты с
прослоями глин и
мергелей среднего отдела;
 известняки, глины, пески
нижнего отдела.
Схематический геологический профиль
по линии Плавск - Ярославль
Отложения:
1. четвертичные,
2. меловые,
3. юрские,
4. пермские,
5. каменноугольные,
6. позднедевонские,
7. среднедевонские,
8.рифейские,
9. протерозойские,
10.архейские.
Образование Восточно-Европейской платформы
 В архее зародились крупные блоки
земной коры (кратоны), давшие начало
континентам. В конце его все кратоны
входили в состав единого
суперматерика Пангея-0. Его
окружал океан. Затем эти блоки стали
горизонтально перемещаться, и
вплоть до нашего времени они не
прекращают движения, медленно, но
непрерывно меняющего лик Земли.
 В результате Пангея-0 раскололась, а в
протерозое появился новый суперматерик.
 В конце раннего протерозоя некоторые
кратоны объединились в фундамент
древней Восточно-Европейской
платформы.
Нынешняя территория Московской
области в это время находилась почти
на Южном полюсе Земли.
В начале позднего протерозоя в
фундаментах будущих платформ
активизировались процессы движения
земной коры, приведшие к появлению
глубинных разломов.
Поздний протерозой
 Тогда на еще формирующейся Восточно-
Европейской платформе господствовала
суша, протекали химические процессы.
 В большом количестве вода была только в
прогибах, там же накапливались осадочные
породы.
 Они постепенно заполнялись грубыми
кварцевыми железистыми песками,
появившимися в результате разрушения
фундамента, и углеродистыми осадками
(будущими шунгитами) — продуктами
жизнедеятельности планктонных
микроорганизмов, обитавших в этих узких, но
очень глубоких водоемах.

В Подмосковье породы протерозоя не выходят на дневную
поверхность. Их суммарная мощность достигает нескольких сотен
метров, и доступны они для изучения только при бурении.
Венд – кембрий (635–495 млн.лет назад)
 В венде, в конце протерозоя, Восточно-Европейская платформа немного сдвинулась на север, но
все еще располагалась близко к Южному полюсу. На востоке она соседствовала с Сибирским
континентом, а на западе — с Лаврентией.
 В тот период фундамент стабилизировался и стал медленно прогибаться в центральной части:
образовалась Московская синеклиза. Ее заполняли глины, пески, вулканические пеплы и
галечники. Началось формирование чехла.
 В начале венда сильно похолодало, наступило самое крупное оледенение за всю историю планеты.
А в середине венда территорию будущего Подмосковья затопило море, пришедшее с севера. Его
населяли небольшие червеобразные организмы (от них в ископаемом состоянии сохранились лишь
следы ползания) и очень мелкие загадочные животные с трубчатым органическим скелетом.
 В кембрии Восточно-Европейская платформа переместилась с Южного полюса к средним
широтам Южного полушария.
Она стала отдельным материком, окруженным с запада и востока раскрывающимися океанами.
Северную часть Подмосковья в это время заливало мелководное море. Оно было достаточно
холодным, поэтому жизнь в нем не отличалась большим разнообразием. Из скелетных
организмов на дне его обитали небольшие трилобиты, оболюсы (брахиоподы, имеющие
червеобразное тело, защищенное фосфатной раковиной, и ведущие зарывающийся образ жизни) и
многочисленные организмы неясного происхождения (возможно, фораминиферы —
одноклеточные организмы), жившие в трубчатых раковинках диаметром всего 1-2 мм.
Мощность вендских отложений достигает 500 м,
однако они погребены под более молодыми
слоями осадочного чехла, и их можно обнаружить
только при бурении. Отложения кембрия в
Подмосковье отсутствуют (их размыло в более
поздние времена), хотя на юге Ярославской
области их толщина достигает 100 м.
Ордовик – девон (495–354 млн.лет назад)
 В ордовике (495-440 млн лет назад) Восточно-Европейская платформа
все еще оставалась отдельным континентом и лишь немного
продвинулась в направлении экватора.
Нынешнее Подмосковье было
затоплено неглубоким теплым
морем, на дне которого обитали
многочисленные кораллы,
морские пузыри (ископаемые
родственники морских лилий,
имевшие шаровидную чашечку) и
другие вымершие иглокожие,
разнообразные брахиоподы и
мшанки (беспозвоночные
животные). В толще воды плавали
медузы, граптолиты (вымершие
колониальные полухордовые
животные), головоногие моллюски
с прямой торпедообразной
раковиной, иногда достигавшей
несколько метров в длину, и
конодонтоносители (небольшие
хордовые животные с угревидным
телом).
Ордовик – девон (495–354 млн.лет назад)
 Отложения кембрия и
ордовика практически не
сохранились в регионе:
они были размыты в
следующем периоде —
силуре (440-417 млн лет
назад), когда море отсюда
ушло. В то время
Восточно-Европейская
платформа заняла
приэкваториальное
положение и вплотную
приблизилась к другому
континенту — Лаврентии.
Девон (417-354 млн.лет назад)
 В девоне континенты
столкнулись, образовав
единый континент —
Еврамерику. На их
границе возникло
огромное горное
сооружение. Фундамент
платформы снова начал
прогибаться, и в
Подмосковье хлынули
воды Уральского океана.
 Климат тогда был жарким. Здесь в девонских отложениях находят остатки
панцирных рыб и конодонтоносителей.
В Московской области эти отложения на поверхность не выходят, но достигают
огромных мощностей (до 900 м) и сложены песками, глинами, известняками и
доломитами (осадочными карбонатными породами) с прослойками гипса и
каменной соли.
Карбон – пермь (354–251 млн.лет назад)
 В каменноугольном периоде,
Восточно-Европейская платформа в
составе Еврамерики переместилась в
зону северных субтропиков.
Огромное горное сооружение,
возникшее на предыдущем этапе
геологической истории, тогда
практически разрушилось и
превратилось в цепь высоких холмов. С
востока сюда приблизился континент
Казахстания, а вслед за ним и
Сибирский континент. Уральский
океан сузился и теперь напоминал
небольшой пролив. Почти вся
платформа, за исключением наиболее
выступающих ее частей, была
затоплена очень теплым неглубоким
Среднерусским морем. От
исчезающего Уральского океана его
отделяла цепь меридионально
расположенных островов, впоследствии
вошедших в состав Уральских гор.
Карбон – пермь (354–251 млн.лет назад)
Теплое каменноугольное море было густо населено:
 На дне обитали крупные фораминиферы фузулины (их
известковые раковинки по форме и размерам напоминали рисовые
зерна), двустворчатые и брюхоногие моллюски, трилобиты,
разнообразные иглокожие (морские ежи и морские лилии),
брахиоподы, в том числе огромные гигантопродуктусы, чьи
раковины были покрыты длинными иглами.
 В толще воды плавали головоногие моллюски с прямыми и
завитыми многокамерными раковинами (родственники
современных наутилусов), крупные акулы, кистеперые и первые
костные рыбы — палеониски.
 Возвышались рифы, построенные разнообразными кораллами и
мшанками.
 Климат был влажным, поэтому по берегам этого моря росли леса
из гигантских лепидодендронов (родственников современных
плаунов), древовидных родственников хвощей (археокаламитов),
папоротников и птеридоспермов, которые внешне напоминали те
же папоротники, но размножались семенами. Эта растительность
дала начало угольным месторождениям.
Представители флоры и фауны:
 Представители флоры и
фауны:





1- лепидодендрон
Lepidodendron;
2 - сигиллярия Sigillaria;
3 - каламит Calamites;
4 - птеридосперм Neuropteris;
5 - гигантское насекомое
Медапеига;
 6, 7, 8 – земноводные
 6 - Dolichosoma,
 7 - Branchiosauhis,
 8 - Microbrachis.
 Представители фауны
пресмыкающихся:



1- скутозавр (Scutosaurus
karpinskit);
2 - иностранцевия
(Inostrancevia alexandri);
3 - пермоцинодон
(Permocynodon).
Карбон – пермь (354–251 млн.лет назад)
 Отложения карбона распространены в Московской области повсеместно, их
общая мощность достигает 500 м. Они сложены известняками, мергелями
(осадочными породами смешанного глинисто-карбонатного состава) и глинами.
Теперь их, как правило, перекрывают более молодые слои, но местами они
обнажаются врезами рек и повсеместно вскрыты карьерами.
 Каменноугольный период дал
множество полезных
ископаемых, в частности,
крупные запасы углей
Подмосковного буроугольного
бассейна, которые люди еще до
недавнего времени интенсивно
разрабатывали.
 Кроме того, здесь есть глины
различного состава (огнеупорные,
тугоплавкие, легкоплавкие,
мылкие и песчаные), издавна
применявшиеся для изготовления
кирпича и керамики, в том числе
гжельские глины, на базе которых
возник знаменитый фаянсовый
промысел.
 Есть в каменноугольных
отложениях и железная руда.
Карбон – пермь (354–251 млн.лет назад)
 В пермском периоде (292-251,4 млн лет назад) все континенты снова
объединились в единый суперконтинент Пангею. Восточно-Европейская
платформа все еще находилась в зоне северных субтропиков. С запада она
была затоплена узким морским проливом, с востока — то почти
пересыхающим, то вновь разливающимся Среднерусским морем.
 Нынешнее Подмосковье в то время
было в основном приподнято и
представлял особой постепенно
нараставшую сушу, которая
немного потеснилась только в
середине перми, уступив морю,
пришедшему с севера, но к концу
периода опять отвоевала
пространство.
 Море прекратило свое
существование, оставив после себя
огромные запасы каменной соли.
 Пермские отложения здесь не
сохранились (в это время она была
приподнята), а о том, что
происходило тогда, известно по
находкам из соседних областей (в
основном, Владимирской и
Ярославской).
Триас – Юра

В триасе (251,4-205,1 млн лет назад) Восточно-Европейская платформа переместилась в зону
умеренного климата. Причем поверхность современного Подмосковья продолжала
испытывать сильное поднятие: господствовала суша, поэтому породы этого возраста на ней
не сохранились. Их можно обнаружить, например, в Ярославской и Вологодской областях: там
найдена богатая фауна водных и наземных позвоночных.
 В юре (205,1-142 млн лет назад) вследствие
зарождающегося Атлантического океана и
только что раскрывшегося океана Тетис
Пангея раскололась на два крупных
континента: Гондвану и Лавразию, в
состав которой вошла ВосточноЕвропейская платформа. От Гренландии и
Северной Америки она была отделена
неглубоким проливом, на юге которого
располагался архипелаг крохотных
микроконтинентов, затем ставших частями
Западной Европы. В ранней юре, как и в
триасе, Подмосковье оставалось
приподнятой сушей. Тогда в
каменноугольных известняках,
выступающих на поверхность, шли
процессы карстообразования. А в
средней юре суша стала опускаться,
появилась сеть речных долин и крупных
озер.
Юра (205-142 млн лет назад)
О наземных обитателях того периода стало известно благодаря находке отложений этого возраста в
карьере Пески геологами Александром Арешиным и Павлом Фокиным, нашедшими в его отвалах
остатки акул, двоякодышащих рыб и черепах мезозойского облика. Костеносные породы
заполняли карстовые полости в каменноугольных известняках. Они законсервировались, избежав
размыва пришедшим позднее морем.
 Это стало сенсацией: ведь в Подмосковье нашли
целое сообщество позвоночных: костные и
двоякодышащие рыбы, акулы, химеры (хрящевые
рыбы), амфибии, водные черепахи, ящерицы,
динозавры, крокодилы и древние
млекопитающие. Все они (кроме динозавров и
млекопитающих) были обитателями большого
пресного озера, куда стекались мелкие реки.
Динозавры оказались родственниками
велоцирапторов. Найдены и остатки растений,
росших на берегах озера (папоротников,
беннеттитов и саговников — голосеменных
растений, внешне похожих на пальмы, хвойных
и др.).
 В конце средней юры Подмосковье вновь залило
мелководное море, просуществовавшее до
конца юрского периода. В этом широком море
обитали двустворчатые и брюхоногие
моллюски, головоногие моллюски (аммониты и
белемниты), брахиоподы, морские ежи и
лилии, акулы и другие рыбы, а также крупные
хищные ящеры — плезиозавры и ихтиозавры.
Юрские континентальные
отложения представлены
галечниками, песками и
глинами. Они распространены в
пределах бывших речных долин
и озер, где их мощность иногда
достигает 100 м. В них найдены
небольшие запасы бокситов и
бурого угля. Морские
отложения того времени
сложены в основном черными
глинами, содержащими
желваки (стяжения)
фосфоритов, из которых
производят ценное
сельскохозяйственное
удобрение.
Мел (142-65,5 млн лет назад)
В меловом периоде (142-65,5 млн лет назад) на просторах современной
Московской области суша много раз чередовалась с морем. Когда оно
наступало, то приходило с юга, из закрывающегося теплого океана Тетис.
В водоеме обитали двустворчатые
моллюски, но аммониты были уже
другие — часть переселилась сюда из
океана. Затем теплое море отступило,
появилось другое, холодное и
малонаселенное. В конце раннего мела на
его месте возникла обширная суша с сетью
речных долин: по их берегам росли
древовидные папоротники, хвощи и
саговники, были здесь и появившиеся
цветковые растения, однако основу
растительности составляли секвойи. До
конца мела море несколько раз наступало
и уходило, все время перемывая
собственные отложения.
 Меловые отложения Подмосковья могут
достигать больших мощностей — до 150 м.
Они сложены в основном черными
фосфоритовыми глинами, песками,
песчаниками и трепелами. Местами они
обнажены эрозионными процессами и
карьерами. Основные полезные
ископаемые мелового периода —
фосфориты и трепелы.

Кайнозой
В палеогене (65,5-23,8 млн лет назад) континенты
уже практически заняли привычное для нас
положение. Стало постепенно холодать, хотя
климат еще был теплее, чем теперь. Отложения
этого времени в регионе отсутствуют, поскольку
тогда здесь господствовала суша.
В неогене (23,8-1,81 млн лет назад) расположение
материков стало уже больше похожим на
нынешнее, а сам мир — более узнаваемым.
Постепенное похолодание продолжалось.
Начала формироваться современная речная сеть
Подмосковья. Неогеновые речные отложения
развиты на восточной части территории. Сложены
они кварцевыми песками.
Четвертичный период (1,81 млн лет назад—до наст. вр.)
В четвертичном периоде
(1,81 млн лет назад — до
настоящего времени)
материки приняли нынешние
очертания. Тогда постоянно
резко менялся климат
Земли, что выражалось в
чередовании оледенений
и теплых межледниковий.
Первые охватывали
Подмосковье четыре раза.
Окское произошло в раннем
плейстоцене и дошло до
широтной излучины долины
Оки, но почти не оставило
следов.
Четвертичный период (1,81 млн лет назад—до наст. вр.)
 Затем последовали два мощных оледенения:
днепровское (покрывало значительную часть
территории Русской равнины) и московское
(остановилось немного южнее нынешней
границы Москвы). В конце плейстоцена вплотную
к области подошло валдайское: оно оставило
после себя следы в виде флювиогляциальных
отложений в основном на севере региона. В
промежутках между ними наступали
межледниковья.
 В периоды похолоданий у подножия ледников
развивались тундростепи, служившие ценной
кормовой базой для бесчисленных травоядных
(мамонтов, шерстистых носорогов, лошадей,
сайгаков, оленей и др.). На них охотились столь
же разнообразные хищники.
 Примерно 22 тыс. лет назад у них появились
серьезные конкуренты: на территорию
Подмосковья пришли древние люди. Это были
охотники, вооруженные каменными и костяными
орудиями, небольшими группами кочевавшие за
стадами травоядных.
Использованная литература
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Горденко Н. Геологическая история Подмосковья //
Палеонтологический институт им. А.А. Борисяка РАН, «Наука в России» . - №
5 . - 2009.
Слетов В. Московский регион, геологический очерк // Сайт проекта
"Рисуя Минералы.." http://mindraw.web.ru/mine9a.htm
Геологическая история Москвы и Подмосковья // форум MosDay.ru:
История Москвы. http://mosday.ru/forum/viewtopic.php?t=2907
Палеонтология Подмосковья // По материалам брошюры
Палеонтологического музея РАН. http://quest-geo.livejournal.com/6972.html
Белая Н.И., Дубинин Е.П., Ушаков С.А. Геологическое строение
Московского региона. Геологические практики: М.: Изд-во МГУ, 2001, по:
http://geo.web.ru/mindraw/mine9b.htm
Scotese C.R. PALEOMAP Project http://www.scotese.com/earth.htm
Юрский период // Минералы Мира. http://all-minerals.ru/yurskij-period/
Палеонтология // Форум.Астрахань.Ru > Общие > Internet Интеллигенция >
Наука http://forum.astrakhan.ru/lofiversion/index.php?t12983-50.html
Mortoniceras // Сообщество, посвящённое развитию жизни на Земле
http://lj.rossia.org/community/paleobio_ljr/
История семейств аммонитов. Deshayesitidae и Parahoplitidae //
Палеонтология, палеонтологический портал "Аммонит.ру"
http://www.ammonit.ru/text/399.htm
Спасибо за внимание!
До новых встреч!
Опубликовано на сайте «Популярная геология»
http://popular.geo.web.ru