ДЕВОНСКАЯ СИСТЕМА
На рассматриваемой территории девонские отложения распространены повсеместно, причем на большей ее площади они залегают глубоко от дневной поверхности. В Ярославской, Костромской, Владимирской и Московской областях, расположенных в центральной части Московской синеклизы, девонские образования покрыты толщей каменноугольных, пермских, триасовых, юрских, меловых и четвертичных отложений общей мощностью до 800 м.
В северных районах Рязанской, Калужской и в восточных районах Смоленской и Калининской областей, т. е. на крыльях синеклизы, мощность пород, перекрывающих девон (каменноугольных, юрских, меловых и четвертичных), уменьшается до 450—250 м. Еще ближе к дневной поверхности девонские отложения залегают (под каменноугольными, мезозойскими и четвертичными напластованиями) на юге Рязанской, Тульской и Калужской областей. Здесь по Оке, Снежеди, Черни, Плаве, Красивой Мече и некоторым другим рекам местами обнажаются самые молодые горизонты девона. На юго-западе Калининской и западе Смоленской областей мезозойские и каменноугольные отложения выклиниваются и девон залегает непосредственно под породами четвертичного возраста, достигающими мощности 80—100 м, а местами и более. На этой территории коренные выходы пород девона обнаружены только у Демидова и в Смоленске. Ближайшие их обнажения на соседней площади известны лишь в 25 50 км западнее — по Днепру под Оршей и по Западной Двине под Витебском.Разрез девонских отложений на различных участках рассматриваемой территории существенно изменяется. Юго-восточный участок, включающий южные районы Рязанской, Тульской и Калужской областей, тяготеет к северной окраине Центрального девонского поля, для которого характерен преобладающе карбонатный состав отложений при сравнительно небольшом развитии доломитов. Северо-западная часть, занимающая почти всю Калининскую область и северо-западные районы Ярославской, по составу отложений родственна Главному девонскому полю благодаря значительному развитию терригенного материала, поступавшего с Балтийского щита.
На остальной площади разрез девона в общем близок к разрезу юго-восточной части, однако он -отличается от него значительным увеличением мощности ряда горизонтов, большей доломитизацией карбонатных пород, существенным развитием на отдельных уровнях ангидрита, гипса и каменной соли.Суммарная мощность отложений девонской системы на южной и западной окраинах территории составляет 650—750 м, на севере — в Любиме — увеличивается до 827 м, а в центральной части (Москва, Серпухов) и на юго-востоке (Мосолово, Ряжск) достигает 900—1018 м.
В истории изучения девонских отложений рассматриваемой территории можно различить два периода. Первый, начавшийся в дореволюционное время и закончившийся к концу 30-х годов, характеризуется выявлением естественных обнажений и констатацией девонских отложений в отдельных скважинах. Иногда делались попытки привязать вскрытые слои девона к разрезам Центрального или Главного девонского поля, на основе которых в этот период была создана стратиграфическая схема девона центральных районов Русской платформы. Второй период характеризуется появлением научно обработанного материала многочисленных глубоких скважин, осветивших строение девонских отложений погруженной части Московской синеклизы на всей рассматриваемой территории. Этот материал существенно уточнил и дополнил представления о строении девонских отложений Центральных районов, в особенности среднего девона.
Изучение девонских отложений Главного и Центрального полей началось в середине прошлого столетия. На Главном поле их наличие /впервые установили одновременно в 1840 г. Г. Гельмерсен, Л. Бух и Э. Эйхвальд, а на Центральном, годом позднее, Г. Гельмерсен и Р. Му- рчисон. Тогда же Гельмерсен (1840, 1841 б. в), Мурчисон при участии
А. Кейзерлинга и Е. Вернейля (1841, 1849) и несколько позднее
Р. Пахт (1856) описали главнейшие разрезы этих отложений. Однако •общая последовательность напластования в отложениях среднерусского девона оставалась недостаточно ясной. Решение этой проблемы выпало на долю П.
Н. Венюкова, который в 1884 г. опубликовал обзор литологии и стратиграфии девона обоих полей, а в 1886 г. привел монографическое описание большого количества ископаемых, представляющих почти все группы девонской фауны. Он правильно установил последовательность слоев, разработал и сопоставил друг с другом стратиграфические схемы отложений Центрального и Главного полей (табл. 5, см. прилож.). Но он ошибочно отнес выделенные им евланов- ский и воронежский горизонты и горизонт со Spirifer verneuili (и соответствующие им слои Главного поля) к среднему девону. Надо сказать, что в эти же годы Ф. Н. Чернышев (1884) справедливо доказывал, что горизонт со Spirifer verneuili относится не к среднему, а к верхнему девону.В 1908—1913 гг. данково-лебедянский горизонт П. Н. Венюкова •был расчленен группой гидрогеологов во главе с А. С. Козменко на -семь «ярусов» (см. табл. 5).
В 1922 г. вышел из печати «Обзор геологического строения Европейской России» А. Д. Архангельского, в котором он принял схему девона П. Н. Венюкова с дополнениями С. В. Обручева (1916). Горизонт со Spirifer verneuili этот исследователь переименовал в семилук- ский (по г. Семилуки на Дону, где расположены классические обнажения этого горизонта).
В 1923 г. появилась работа Д. В. Наливкина, положившая начало «современным представлениям о возрасте напластований девонской системы на Русской платформе. Семилукский, воронежский и евланов- ский горизонты на основании анализа фауны были отнесены автором к франскому, а елецкий и данково-лебедянский к фаменскому ярусам. Более подробно эти вопросы освещены Д. В. Наливкиным в работе 1925 г., в которой дается характеристика группы Spirifer anossofi V е г п., выделенной автором в новый самостоятельный род Theodossia, и приводится сопоставление разрезов девона центральных и северо-за- «падных районов платформы Тимана и западного склона Урала.
В 1924 г. А. Д. Архангельский описал по материалам бурения :в Щигровском районе Курской области неизвестные до того отложения ;мощностью до 100 м, залегающие здесь между семилукским горизонтом и кристаллическим фундаментом.
Он назвал их щигровским горизонтом и отнес к франскому ярусу верхнего девона. В семи толщах, на которые этот исследователь разделил щигровский горизонт, в настоящее время без труда можно узнать многие подразделения современных стратиграфических схем среднего и верхнего девона центральных районов.В 1925 г. В. Н. Крестовников наметил расчленение семилукского, .воронежского и евлановского горизонтов на более дробные единицы. Эта детализация частично получила развитие в работах Д. В. Налив- кина и Б. П. Марковского (1930, 1934).
В 1937 г. Д. В. Наливкин выделил нижнюю часть щигровских •слоев в самостоятельные старооскольские слои, которые отнес к верхам живетского яруса среднего девона.
В результате работ А. С. Козменко, Д. В. Наливкина, А. Д. Архангельского, В. Н. Крестовникова, Б. П. Марковского, Д. В. Наливкина :и других стратиграфическая схема девонских отложений Центрального .девонского поля к концу 30-х годов была значительно уточнена, а также дополнена в отношении нижних горизонтов (см. табл. 5).
Существенной детализации подверглась также и схема стратиграфии девона Главного поля, в основном благодаря работам группы . ленинградских геологов (В. П. Бархатова, Е. П. Брунс, М. Ф. Филип- гпова, Н. Н. Форш и другие, во главе с Р. Ф. Геккером и Д. В. Обручевым). Д. В. Обручев (1930, 1933) разделил нижний песчаниковый ярус Венюкова на горизонты: перновский, наровский, лужский, оредеж- ■ ский, оставленные им в среднем девоне, и подснетогорский, отнесенный к верхнему девону. Р. Ф. Геккер (Геккер и др., 1932, 1935) в вышележащей известняковой толще выделил: снетогорские, псковские (те и другие совместно с Д. В. Обручевым), чудовские, шелонские, свинородские, ■ильменские и бурегские слои, а в верхней пестроцветной толще — смо- •тинско-ловатскую, чимаевскую и биловскую серии карбонатных пород, залегающие «клиньями» среди терригенных отложений. Чимаевскую и биловскую серии Геккер отнес к фаменскому, а все нижележащие слои ж франскому ярусам.
Вопросы литологии в работах охарактеризованного периода освещались, как правило, очень скупо.
Наибольшее внимание им уделилиВ. Н. Крестовников (1925), М. Ф. Филиппова (1934), Е. П. Брунс (1935 г.), Р. Ф. Геккер (1935).
В погруженной части Московской синеклизы девонские отложения впервые были достигнуты скважиной ударного бурения, пройденной в 1870 г. в Москве на Яузском бульваре. По девонским отложениям «скважина прошла около 100 лі, однако благодаря плохой документации six разрез остался не изученным. Возможно, что девона достигла также скважина на Сосновской мануфактуре в г. Иваново, пробуренная в 1910—1914 гг. до глубины 702 м (Пчелин, 1936).
В самом конце XIX и начале XX столетия девонские отложения на западе и юге рассматриваемой территории были вскрыты серией сравнительно неглубоких (до 300 м) скважин, бурившихся при изысканиях железных дорог и для водоснабжения промышленных предприятий. Позднее, главным образом уже после Великой Октябрьской социалистической революции, пород девона достигла небольшая часть скважин, бурившихся в Подмосковном буроугольном бассейне. Девонские отложения при бурении на воду и уголь практически не изучались.
Впервые полный разрез девонских отложений Московской синеклизы удалось получить лишь в конце 30-х годов. В 1929 г. в Москве на территории городской бойни было начато ударное разведочно-эксплуатационное бурение, доведенное до глубины 781,5 м. Разрез девона от данково-лебедянских до петанских слоев составили по макроскопическому описанию пород Н. В. Бобков (1933 г.) и А. П. и Е. А. Ивановы (1930—1933 гг.). Последними определены скудные органические остатки и ориентировочно дано стратиграфическое расчленение разреза. Сокращенный вариант этого разреза опубликован В. А. Жуковым (1934). В 1934 г. эти же горизонты описала Ю. М. Феофанова по кернам скважины ВИМСа, пробуренной в 1931—1932 гг. в Москве на Большой Ордынке (это описание приведено в сводной работе А. Д. Архангельского, 1934). Бурение Боенской скважины продолжалось до 1940 г., когда на глубине 1648 м был достигнут кристаллический фундамент.
К этому времени закончилось, бурение еще двух глубоких скважин: ВИМСа — в южной части Окско- Цнинского вала, у с. Сборное близ Шацка (остановлена в нижнещи- гровской подсвите, на глуб. 617,12 м) и Института курортологии в Москве, на Красной Пресне (остановлена в низах верхнефаменского подъяруса, на глуб. 500 м).Материалы Боенской, Ордынской и Цнинской скважин обрабатывали Ю. М. Феофанова (1934 г.), К. Ф. Терентьева и М. А. Болховитинова (1935 г.), Д. Е. Егоров (1935 г.), К. Филатов (1935—1937 гг.), В. А. Туруновский (1935—1938 гг.), В. Н. Железкова (1937, 1938 гг.), Р. М. Пистрак, при консультации Р. Ф. Геккера, Д. В. Наливкина,. Б. П. Марковского, Д. В. Обручева, Е. Д. Сошкиной и др. Керны Краснопресненской скважины были изучены М. С. Швецовым (19406).
Карбонатные отложения верхнего девона, вскрытые Боенской, Ордынской и Цнинской скважинами, были разделены Р. М. Пистрак по общепринятой стратиграфической схеме Центрального девонского поля, с детализацией части франского яруса по схеме Р. Ф. Геккера (см. табл. 5). В нижележащих отложениях, отнесенных к среднему девону, она выделила три литологических комплекса: 1) нижний — песчано-глинистые породы мощностью около 475 ж; 2) средний — карбонатные и глинистые породы, внизу с прослоями ангидрита и гипса мощностью около 116 ж и 3) верхний — пестроцветные песчано-глинистые породы, вверху с остатками рыб, мощностью около 192 ж. В составе этих комплексов Р. М. Пистрак выделила ряд литологических толщ, которые в дальнейшем получили значение самостоятельных стратиграфических единиц. Нижний комплекс Пистрак сопоставила с перновскими (пярнускими) слоями, второй —с наровскими и третий — с лужскими и оре- дежскими слоями Главного девонского поля. Такое толкование московского разреза было принято большинством геологов (Шатский,. 1937—1946; Архангельский, 1937—1948; Белоусов, 1944; Бакиров, 1948а и др.).
Ошибочное представление об отсутствии в Центральных районах осадочных отложений, более древних чем среднедевонские, привело к ряду неправильных выводов по истории формирования Московской синеклизы. Между тем еще в 1940 г. Б. М. Данынин считал, что большая часть первого комплекса, не содержащая остатков рыб, может принадлежать нижнему палеозою, А. Н. Мазарович в 1948 г. высказал предположение о силурийском возрасте первого комплекса, Д. Н. Утехин (совместно с Б. А. Яковлевым и М. И. Яковлевым), полагал, что к девону следует относить лишь верхнюю из девяти пачек, на которые Р. М. Пистрак разделила первый комплекс.
В 1947—1953 гг. на рассматриваемой территории было пробурено более 20 опорных и разведочных скважин, вскрывших полностью отложения девона. Обработка материала, полученного в результате опорного бурения, выполнялась М. Ф. Филипповой, Л. М. Бириной, А. И. Ляшенко, И. Г. Гассановой, Л. И. Соколовой, 3. Л. Майзель, К. А. Байковой (Ермаковой), Г. П. Ляшенко, А. Н. Петровской, А. В. Копелиовичем, Н. В. Смирновой, А. Г. Завидоновой, Е. Г. Буровой,
С. В. Тихомировым, Ц. И. Питковской, Д. Н. Утехиным, В. Т. Никитюк (Умновой), Н. Д. Конжуковой и др. Для этих работ характерны углубленность литологических и палеонтологических исследований, широкое использование геофизических, геохимических, люминесцентных, битуминологических и газокаротажных методов изучения. Для стратиграфического расчленения разрезов, помимо брахиопод, списки которых пополнились большим числом новых руководящих видов (А. И. Ляшенко), широко и успешно использовались остракоды (Л. Н. Егорова, Е. Н. Поленова, В. Г. Егоров, Р. Б. Самойлова и др.), тентакулиты (Г. П. Ляшенко), кораллы (К. А. Ермакова). Для расчленения фаунистически немых толщ, в особенности терригенных, решающую роль приобрело изучение спорово-пыльцевых комплексов (С. Н. Наумова, М. Ф. Жаркова) .
Первые публикации о результатах обработки материалов опорного бурения сделаны В. М. Сенюковым (1948), В. М. Сенюковым и А. А. Бакировым (1949), Р. М. Пистрак (1950а), Н. Н. Тихоновичем (1951). В 1951 г. ВНИИгазом издано два сборника статей, посвященных литологии, палеонтологической характеристике и стратиграфии девона отдельных разрезов и районов (авторы Е. Г. Бурова, А. Г. Завидонова, А. В. Копелиович, Р. М. Пистрак и В. А. Сытова, А. Н. Петровская и др.).
К 50-м годам делаются попытки усовершенствовать стратиграфическую схему, предложенную Р. М. Пистрак для московского' разреза. В 1949 г. Д. Н. Утехин и Р. Б. Самойлова в Плавской, Барятинской и Тамбовской скважинах разделили верхний терригенный комплекс на две толщи. Верхнюю, в которой были обнаружены остатки Asmussia vulgaris Lutk., они отнесли к франскому ярусу верхнего девона, а нижнюю, с остатками остракод и брахиопод живетского типа, к среднему девону. Почти одновременно то же было сделано по разрезам ряда других скважин А. И. Ляшенко и М. Ф. Филипповой. Несмотря на эти данные, М. М. Толстихина и Б. П. Марковский (1950) отнесли к франскому ярусу весь верхний терригенный комплекс. Сульфатно-карбонатный комплекс среднего девона синеклизы они неправильно сопоставили со старооскольскими слоями воронежского девона.
А. И. Ляшенко в 1950—1951 гг. показал, что брахиоподы верхней половины сульфатно-карбонатного комплекса имеют более древний облик, нежели старооскольские; он выделил ее как самостоятельный мо- соловский горизонт. Для нижней части этого комплекса, хорошо отде- .ляющейся по литологическому составу, К. С. Маслов предложил назва- ние «морсовский горизонт». Подстилающие его песчано-глинистые отложения М. Ф. Филиппова (1953) назвала рижским горизонтом.
В 1951 г. А. И. Ляшенко предложил разделить воронежские слои? на два горизонта: верхневоронежский и нижневоронежский, несколько’ различающиеся по фауне. Годом ранее он же, совместно с М. Ф. Филипповой, выделил нижнюю часть семилукских слоев в качестве самостоятельного рудкинского горизонта.
В 1951 г. на Всесоюзном совещании была выработана и в том же- году опубликована унифицированная стратиграфическая схема девона Русской платформы и западного склона Урала (материалы совещания изданы в 1953 г. в книге «Девон Русской платформы»), В последующие годы эта схема была доработана М. Ф. Филипповой и другими (1958).
nticm дробное Расчленение девона было предложено А. И. Ляшенко (і уьу).
В 1952 г. была опубликована работа М. М. Толстихиной — одна из-, первых сводок материалов опорного бурения, в которой повторяется неправильное сопоставление разрезов среднего девона и щигровских слоев Центрального девонского поля и Московской синеклизы.
*?ЯД ^a6u П0 детал„изадии среднего девона были выполнены, в 1953 г. С. Н. Наумовой и С. В. Тихомировым. Оригинальную стратиграфическую схему девона северных областей (Любим, Солигалич Шарья и др.) предложила Л. М. Бирина (1954, 1957). В Любимской, скважине она выделила «пироговские слои» (14 м), предположительно отнесенные ею к нижнему девону. Верхнюю часть морсовского горизонта она рассматривает как самостоятельный «сундырский горизонт». Между сундырским и мосоловским горизонтами ею выделен «трохили- сковый горизонт» и все они отнесены к эйфелю. Карбонатно-сульфатную пачку морсовской толщи подмосковных разрезов Л. М. Бирина, относит, с нашей точки зрения ошибочно, к силуру.
В 1957 к ВНИГНИ опубликована большая коллективная работа, под редакцией С. К- Нечитайло, в которой разбираются вопросы стратиграфии, палеогеографии и фаций палеозойских, мезозойских и кайнозойских отложений, дан обзор тектоники, приведены битуминологическая, газовая и гидрохимическая характеристики палеозойских, в том , числе девонских отложений центральных областей Русской платформы.
Как уже указывалось выше, в 1958 г. вышел в свет коллективный: труд под редакцией М. Ф. Филипповой, в котором обосновывается одна , из новейших наиболее популярных стратиграфических схем среднерусского девона.
С 1954 по 1964 г. был опубликован ряд статей С. В. Тихомирова,, в которых разбираются отдельные вопросы строения девонских отложений Центральных районов, а в 1967 г. вышла в свет большая работа (см. табл. 5) этого исследователя, посвященная выснению закономерностей строения девонских отложений Русской платформы по этапам, , под которыми он понимает «время одного расширения и сокращения площади морских отложений». Подробное литологическое описание пород верхнефаменского подъяруса и условий их образования содержится в работе В. Г. Махлаева (1964).
В последнее десятилетие вновь развернулось глубокое бурение (до> кристаллического фундамента), выполняемое преимущественно Геологическим управлением центральных районов. К настоящему времени пройдено около 15 скважин. В обработке материалов этих скважин участвовали Б. Н. Розов, В. А. Васильев, А. Г. Морев, И. Б. Савчук,
В. А. Панченко, И. П. Киреев, В. Д. Федоров, М. М. Пошехов,.-
A. А. Свирилшц М. М. Шамшурин, В. Н. Еремина, А. П. Ергаков,
B. К. Каминский и др. Литологическое и петрографическое изучением
производили Л. С. Сорская, Ф. И. Красновская, 3. С. Романова и др... Остатки ископаемых форм из руководящих групп фауны и флоры были определены главным образом В. В. Алексашиной, Д. Н. Утехиным, А. И. Ляшенко (брахиоподы), Р. Б. Самойловой, Е. А. Делекторской, (остракоды), В. Т. Умновой, Р. Б. Мескиной (спорово-пыльцевые комплексы). Р. Б. Самойловой определены также трохилиски. Следует отметить большой прогресс в изучении палинологического материала,. вызывающий необходимость ревизии некоторых прежних представлений о составе и распространении отдельных комплексов.
В настоящей главе описание девонских отложений выполнено в соответствии с стратиграфической схемой, выработанной на Межведомственном совещании в 1962 г. в Ленинграде и утвержденной Межведомственным стратиграфическим комитетом в 1963 г. (см. табл. 5).