Валдайская серия

Валдайскими отложениями заканчивается разрез верхнепротерозой­ских (докембрийских) образований. Присутствие их в центральных районах Русской плиты впервые было установлено А. В. Копелиови- чем (1950, 1953) в Редкинской скважине.

Валдайские отложения в границах рассматриваемой территории распространены почти повсеместно, сплошным чехлом перекрывая все более древние геологические образования. Лишь на юге этой террито­рии древнейшие породы кристаллического основания выходят из-под покрова валдайских отложений.

Наиболее полные и наиболее мощные разрезы валдайской серии вскрыты скважинами не в осевой зоне Московской синеклизы, а вдоль ее юго-восточного борта (Редкино, Переславль-Залесский, Решма). В пределах региональных прогибов валдайская серия ложится на во­лынские отложения, по-видимому, согласно или с незначительным пе­рерывом, на выступах же фундамента — трансгрессивно срезает их и переходит на кристаллические породы. Вышележащая балтийская серия нижнего кембрия залегает на валдайских отложениях в пределах рас­сматриваемого района согласно.

Характерная особенность строения валдайской серии обнаружива­ется в стратифицированное™ ее на циклические пачки, четко обособ­ляющиеся в разрезах и на значительных площадях хорошо выдержан­ные по простиранию и мощности. Циклические пачки, каждая из кото­рых отражает полный ритм осадконакопления, в основании содержат слои преимущественно песчаного состава, которые по литологии и на каротажных диаграммах всегда фиксируются достаточно четко. Вверх по разрезу базальные пески сменяются существенно глинистыми или глинисто-алевритовыми породами.

Впервые ритмичное строение валдайской серии было отмечено еще А. В. Копелиовичем (1953). А. Н. Гейслер (1959) выделял шесть цик­лических пачек (включая и редкинскую свиту), из которых с гдовским горизонтом Прибалтики сопоставлялись пять нижних пачек, а с кот- линским (ламинаритовым) только одна верхняя. Е. П. Брунс (1963) в составе валдайской серии редкинского разреза выделяет уже семь циклических пачек; с гдовским горизонтом (нижневалдайская свита) ею сопоставляется пять нижних пачек, а с котлинским (верхневалдай­ская свита) — две верхних.

По унифицированной схеме, утвержденной в 1963 г. МСК, на тер­ритории Центральных районов валдайская серия разделяется на ред­кинскую и поваровскую свиты, а последняя на нижнеповаровскую и верхнеповаровскую подсвиты. Редкинская свита представляет собой нижнюю циклическую пачку валдайской серии; нижнеповаровскую под­свиту составляют зубцовская, невельская и старорусская циклические пачки. Редкинская свита и нижнеповаровская подсвита по унифициро­ванной схеме сопоставляются с гдовским горизонтом, а верхнеповаров- ская подсвита — с котлинским горизонтом прибалтийских разрезов. По данным Е. Д. Шепелевой (1967) и Н. И. Умновой редкинская свита, нижнеповаровская и верхнеповаровская подсвиты охарактеризованы хорошо различающимися комплексами акритарх.

В разрезах Максатихи, Рыбинска, Переславля-Залесского, Шату­ры, Тумы и других мест при детальном сопоставлении палинологиче­ских данных, литологии и материалов каротажа представилось возмож­ным более или менее однозначно расчленить валдайскую серию в со­ответствии с унифицированной схемой на свиты,. подсвиты и цикличе­ские пачки. В центральной части Московской синеклизы, по-видимому, наиболее удаленной от областей сноса, циклическое строение валдай­ских отложений выражено не столь четко, как в окраинных районах синеклизы.

В наиболее полных разрезах (Редкино, Поварово, Переславль-За- лесский, Решма) присутствуют все циклические пачки валдайской се­рии.

Редкинская свита распространена в южной части площади, заня­той валдайскими отложениями; южная граница ее распространения одновременно является и границей распространения валдайской серии. На севере она выклинивается за пределами описываемого района.

Редкинская свита, выделенная А. В. Копелиовичем в редкинском разрезе в 1951 г., включалась им в валдайскую серию; 3. П. Иванова объединяла ее с подстилающими вулакногенными образованиями во­лынской серии. Современные исследования (Клевцова, Солонцов, 1961; Клевцова, 1965, 1968; Аксенов, 1967) показывают, что редкинские отложения образуют самостоятельный цикл седиментации. Залегают они трансгрессивно и местами, срезая подстилающие осадочные отло­жения полностью, ложатся на кристаллические породы фундамента.

Описываемая свита резко отличается от всего разреза валдайской серии и подстилающих отложений как по своеобразному литолого-фа­циальному облику, так и каротажной характеристике. На диаграммах стандартной электрометрии она выделяется низкими значениями кажу­щегося сопротивления (КС) и очень выровненной кривой, свидетель­ствующей об однородности петрографического состава. Она достаточ­но четко устанавливается почти во всех разрезах и может с полным правом считаться опорным горизонтом при расчленении вендского комплекса.

В стратотипическом разрезе (Редкинская скважина) в основании свиты залегает, по данным А. В. Копелиовича, базальная толща светло­серых разнозернистых плохо отсортированных песчаников с глинистым и доломитовым цементом мощностью до 10 м (инт.

В верхней части свиты развита толща аргиллитов и аргиллитовых глин мощностью 86 м (Редкино, инт. 1636—1722 ж). Аргиллиты в ниж­ней части преимущественно шоколадно-коричневые, в верхней — темно­серые, местами однородные, местами тонкопереслоенные пропластками более светлоокрашенных алевролитов с карбонатным цементом. В тем­но-серых аргиллитах часто наблюдаются структуры, свойственные под­водным оползням, — сложная плойчатость, завихрения, микроразрывы и т. д., перемежающиеся с горизонтальнослоистыми участками. Иногда присутствуют также единичные маломощные прослои глинистых доло­митов с целестином и тонкие прослойки, обогащенные вулканогенным материалом.

Аргиллиты и глины гидрослюдистые, тонкочешуйчатые, чаще с жел­тыми цветами интерференции, оптически ориентированные, реже с се­рыми цветами и оптически неориентированные. Породы пиритизиро- ваны, часто ожелезнены, хлоритизированы, иногда обогащены зернами кальцита или окремнены. Текстура пород параллельная, иногда бес­порядочная или спутанно-волокнистая. Алевритовый материал пред­ставлен угловатыми зернами кварца и полевых шпатов. Часто отмеча­ются также листочки биотита, хлорита, зеленых слюд и реже муско­вита.

Шоколадно-коричневые аргиллиты прослеживаются почти во всех разрезах редкинской свиты. К ним и приурочены вулканогенно-осадоч­ные породы. В большинстве своем они представлены очень тонкими (миллиметровыми) прослоями пепловых туфов, а в некоторых разре­зах— монтмориллонитовыми глинами, образовавшимися, по-видимому, в процессе переработки вулканогенного материала в морском бассейне (Редкино, Поварово и др.). Пепловый материал представлен разнооб­разными по форме, неокатанными рогульчатыми и серповидными об­ломками вулканического стекла, часто замещенного агрегатами хло­рита. С прослоями, обогащенными вулканогенным материалом, как правило, сопряжены хлоритизированные аргиллиты (по данным 3.

Пачка темно-серых аргиллитов, всегда залегающая над коричнева­тыми аргиллитами, сложена преимущественно породами, обогащении!- ми органическим веществом в виде неправильной формы включений и пленок. Часто отмечаются также битуминозные прослойки, которые ме­стами (Вязьма) даже загораются на огне. В проходящем свете битумы красного, бурого или черного цвета, а в отраженном — желтые или бурые, не отличимые от бурых окислов железа. Весьма характерной особенностью пачки темно-серых аргиллитов является обилие мелких включений сидерита (до 30—40%), рассеянных в породе или образую­щих скопления, и местами стяжений барита.

Минеральный состав тяжелой фракции редкинских отложений ха­рактеризуется разнообразием ассоциации минералов и преобладанием в ней циркона и граната; значительна слюдистость пород особенно в нижней части (Толстихина, 1956). Присутствие барита в редкинских отложениях, как это было установлено М. М. Толстихиной, связано с вулканогенными образованиями: максимальные содержания барита отмечены в отложениях, непосредственно подстилающих и покрываю­щих вулканогенные толщи.

Комплекс акритарх, содержащийся в редкинской свите, отличается удивительной бедностью видами и однообразием на всей территории Е. Д. Шепелева (1967) характерным для редкинской свиты считает комплекс акритарх, изученный ею в Переславле-Залесском, Макарье­ве, Решме и Ветлуге. Здесь в большом количестве встречаются оболоч­ки: Origmatosphaeridium rubiginosum A n d г. и пленки Laminarites Е і с h w., в небольших количествах—• Bavlinella faveolata Sc hep. и трихомы синезеленых водорослей Oscillatorites wernadskii S с h е р. Кроме перечисленных форм, Н. И. Умновой в Ярцеве, Вязьме и То- ропце в небольших количествах встречены оболочки Leiopsophosphaera minutissima Naum, и единичные оболочки родов Pseudosaccatina Naum, и Asperatopsophosphaera Schep. В Морсове, Мосолове, Шарье, Каверине, Серпухове, Калуге, Непейцине и Солигаличе Е. М. Андреевой (1966) установлен аналогичный комплекс акритарх.

Редкинское время характеризуется устойчивыми прогибаниями в центральной части Русской платформы, сменившими положительные движения конца Волынского века. Опускания проявляются не только в области авлакогенов, но распространяются и на разделяющие их вы­ступы фундамента. В Пачелмском прогибе наибольшая мощность ред­кинской свиты пройдена Каверинской скважиной (164 м, инт. 1204— 1368 м). К юго-востоку и северо-западу от Каверина мощность умень­шается: до 120,5 м в Морсове (инт. 1135—1255,5 м), 131 м в Мосолове (инт. 1288—1419 ж) и 124 м в Захаровской скважине (инт. 1244— 1368 ж). В Оршанской впадине она составляет: в Смоленске — 77 ж (скв. 1, инт. 742—819 ж), Орше — 97 ж (инт. 532—629 ж), Нелидове — 91 ж (инт. 1126—1217 ж).

В Московской синеклизе отмечаются резкие изменения мощности редкинской свиты на сравнительно коротких расстояниях; так, в Ры­бинске она составляет 179 ж (скв. Р-2, инт. 2413—2592 ж), а в Некра­совской скважине — всего 55 ж (инт. 2725—2780 ж).

Значительной мощности-—259,5 ж (инт. 1512—1771,5 ж) —редкин- ская свита достигает в Подмосковном грабене (Павловопосадская скважина). К югу от грабена, по мере подъема на Воронежский мас­сив, мощность снижается до 122 ж (инт. 1164—1286 ж) в Серпухове и 32 ж (инт. 1211—1243 ж) — в Домнине. На Шатурско-Тумском выступе кристаллического фундамента отмечена максимальная мощность ред­кинской свиты — 201 ж — в Непейцинской скважине) инт. 1380— 1581 ж). К северу от выступа, в сторону Балтийского щита, мощность также снижается от 161 ж (инт. 1454—1615 ж) в Москве и 111 ж в По­варове до 96 ж в Редкине, 28,5 ж в Максатихе и 7 ж в Пестове (рис. 9);

дальше на север и северо-запад — на склонах Балтийского щита (Крестцы, Старая Русса) — редкинские отложения не установлены.

Поваровская свита в пределах рассматриваемого района пользу­ется наиболее широким распространением среди верхнепротерозойских

отложений. Северная ее граница находится далеко за пределами опи­сываемой территории; на юге поваровские отложения распростране­ны — в восточной части — до Пачелмского прогиба включительно, а в западной — до линии Смоленск •— Домнино.

Циклические пачки, составляющие поваровскую свиту, имеют сход­ный литолого-фациальный облик, поэтому останавливаться на харак­теристике отдельных пачек вряд ли целесообразно.

В основании каждой циклической пачки лежат преимущественно песчаные породы, которые постепенно сменяются существенно глини- стыми отложениями. Базальные песчаники иногда крупнозернистые, чаще разнозернистые, мелкозернистые или алевролитовые, полевошпа­тово-кварцевые, сцементированные глинистым, иногда карбонатным или железистым цементом порового, пленочного или базального типа; реже встречается цемент кварцевый, кремнистый, глинисто-хлоритовый, сиде- ритовый. В Оршанской впадине (Смоленск, Нелидово), а также в не- пейдинском разрезе базальная толща в заметных количествах содер­жит гравийно-галечный материал. Верхние слои циклических пачек сло­жены преимущественно аргиллитами, местами со значительной приме­сью алевритового материала, иногда с многочисленными мелкими про­слоями алевролитов и песчаников. Аргиллиты тонкочешуйчатые, гид­рослюдистые, оптически ориентированные, реже с беспорядочной тек­стурой. Алевритовые и песчаные частицы или равномерно распределены в породе, или образуют послойные скопления.

В солигаличском разрезе в средней части верхнеповаровской под­свиты (скв. 1, инт. 1629,4—1637,2 м; скв. 3, инт. 1683—1693,5 м) среди песчаников с базальным халцедоновым, частью карбонатным цементом встречена интрузия базальта. Порода сложена плагиоклазами и пиро- ксенами, присутствующими в равных количествах. Промежутки между основными минералами выполнены вулканическим стеклом, местами замещенным вторичным слюдистым минералом. Порода отличается исключительной свежестью составляющих ее минеральных компонентов. А. И. Педашенко, производивший петрографическое изучение солигалич- ской интрузии, считает, что базальты имеют активный контакт с вме­щающими песчаниками и возраст их не древнее кембро-силура.

В минеральном составе песчаной фракции поваровских отложений преобладает кварц. Полевых шпатов содержится от 10 до 50%, причем в северных разрезах нижнеповаровской подсвиты преобладают плагио­клазы (Шарья), южнее встречаются плагиоклазы и микроклин (Макса- тиха, Решма), а в южных преобладает микроклин; в верхнеповаровской подсвите, распространенной в северных районах, преобладают плагио­клазы. В небольшом количестве встречаются слюды и хлорит. Акцес­сорные минералы — гранат, циркон, турмалин и другие — встречаются почти в равных количествах, при некотором преобладании циркона и граната. В поваровской свите, во всяком случае в нижних ее пачках резко возрастает количество титансодержащих минералов — до значи­тельного преобладания их над остальными; М. М. Толстихина (1956) считает это коррелирующим признаком при определении положения нижней границы поваровской свиты. Среди обломочного материала, встречаются кремнистые, глинисто-алевролитовые и эффузивные поро­ды; местами наблюдаются сферической формы зерна сидерита, пленки бурого органического вещества и черные углистые (?) включения (по 3. П. Ивановой, 1966 г.). Окраска пород поваровской свиты в общем зеленовато-серая и серая, но часто встречаются и буровато-коричневые и красновато-коричневые породы (преимущественно аргиллиты), про­питанные бурыми окислами железа. Песчаники поваровской свиты обычны неяснослоистые, но встречаются прослои с четкой горизонталь­ной и косой слоистостью; аргиллиты часто с четкой, тонкой горизон­тальной слоистостью и с присыпками слюды по плоскости наслоения.

В поваровских отложениях, по данным Е. Д. Шепелевой (1967) и Н. И. Умновой, втречаются два хорошо различающихся комплекса акритарх.

Первый, нижний, комплекс выделен Н. И. Умновой в Нелидовской (глуб. 1048 м), Вяземской (инт. 1021—1048 м) и Ярцевской (инт. 823— 842 м) скважинах. Здесь преобладают оболочки Orygmatosphaeridium rubiginosum And г.; кроме них присутствуют Leiopsophosphaera minu- tissima Naum, (до 11%), L. simplicissima Naum., L. plicata Naum., L. convexiplicata Naum, (до 7%), Asperatopsophosphaera partialis Schep. (до 10%) и Bavlinella faveolata Schep. (до 13%). Пленки Laminarites Eichw. и нити Oscillatorites wernadskii Schep. встреча­ются в большом количестве; значительно реже обнаруживаются об­рывки широкой ленточной водоросли, характерной только для этих от­ложений. Почти аналогичный комплекс микрофоссилий был обнаружен Е. Д. Шепелевой в смоленском, переславль-залесском и решминском разрезах; по этим данным в комплексе доминируют виды: Asperatopso­phosphaera bavlensis Schep. и Asp. magna Schep. Им сопутствуют Asp. partialis Schep., Asp. medialis Schep., Leiopsophosphaera minor Schep., L. pelucida Schep., L. gigantea Schep. В массовом количе­стве встречаются Oscillatorites wernadskii Schep., Bavlinella faveo­lata Schep., и в небольшом количестве —■ пленки Laminarites Eichw.

Второй комплекс установлен Н. И. Умновой в Нелидове (инт. 852— 1027 лі), Торопце (инт. 836—996 м), Вязьме (инт. 957—1013 м), Кувши­нове (инт. 1191 —1280 jk) , Переславле-Залесском (инт. 1579—1702 м) и в Рыбинске (скв. Р-2, инт. 2077—2220 м). В этом комплексе преобла­дают оболочки Leiopsophosphaera simplicissima Naum., L. plicata Naum., L. convexiplicata Naum. (20—57%) и Asperatopsophosphaera partialis Schep. (10—42%). В значительном количестве присут­ствуют Trachypsophosphaera asperata N a u m. и Tr. hyalina Naum, (до 7%), оболочки с грубозернистой поверхностью (до 8%), разнооб­разные виды тонких оболочек с внутренним телом (рода Megasacculi- па N a u т. — до 9%) и др. Резко сокращается по сравнению с нижеле­жащими породами содержание оболочек Orygmatosphaeridium A n d г. В очень большом количестве преимущественно в нижней части ком­плекса присутствуют водоросли: Oscillatorites wernadskii Schep. и Laminarites Eichw.

По E. Д. Шепелевой в верхнем комплексе (Переславль-Залесская и Решминская скважины) преобладают оболочки Asperatopsophos­phaera partialis Schep. и A. medialis Schep.; в небольшом количе­стве присутствуют A. magna Schep., A. bavlensis Schep., Leiopso­phosphaera minor Schep., L. pelucida Schep., единично встречаются L. gigantea Schep. и L. aperta Schep.; Oscillatorites wernadskii Schep., Bavlinella faveolata Schep. и Tfildinella T і m. встречаются в небольшом количестве.

Кроме микрофоссилий в валдайских отложениях, за пределами рассматриваемой территории, были найдены отпечатки медузоидных (северо-западные районы) и трилобитообразных (Яренск) организмов.

Е. Д. Шепелева и Н. И. Умнова считают, что первый комплекс ак- ритарх характеризует нижнеповаровскую подсвиту валдайской серии, а второй — верхнеповаровскую. Сопоставление литологии и каротаж­ных диаграмм палинологически охарактеризованных разрезов со всеми другими позволило почти во всех случаях более или менее однозначно разделить поваровские отложения на нижнюю и верхнюю подсвиты.

Нижнеповаровская подсвита в южной части территории распро­странена до Пачелмског.0 прогиба включительно на востоке, и до линии Смоленск — Калуга — Домнино — на западе. В полном объеме эти от­ложения пройдены скважинами в Редкине (инт. 1428—1636 м), Пова­рове (инт.1397—1622 м), Москве (инт. 1266—1454 м), Щелкове (скв. 22, инт. 1277—1469 м), Переславле-Залесском (инт. 1800—2057 м), Решме (инт. 2265—2590 м), Некрасовском (инт. 2520—2725), Солигаличе (инт. 1697—1975 м), Любиме (скв. Л-3, инт. 2442—2820 м) и в Макарьеве (инт. 2506—2805 м). В этих разрезах нижнеповаровская подсвита раз­деляется на три циклические пачки, мощности которых соответственно равны: в Редкинской скважине — 60, 70 и 145 м, в Переславль-Залес- ской — 49, 46, и 162 м, в Решминской — 90, 82 и 153 м, в Солигалич- ской —46, 81 и 141 м и т. д. Южнее линии Москва — Щелково — Реш- ма развиты только нижние пачки подсвиты, сохранившиеся от предде­вонского размыва, здесь мощность подсвиты составляет: в Смоленске — 117 м, Захарове— 57 м, Мосолове — 62 м, Каверине—157 м и в Мор­сове — 106 м.

В западной и северо-западной частях рассматриваемой террито­рии, в пределах Торжокского выступа и на юге Валдайского прогиба, устанавливается значительное уменьшение мощности нижнеповаровской подсвиты: в Нелидове до 90 м (инт. 1036—1126 м), в Вязьме—19 м (инт. 1030—1049 м), в Максатихе —40 м (инт. 1789—1829 м), в Ярце­ве— 30 м (инт. 823—853 м). В последнем разрезе нижнеповаровские отложения перекрываются породами балтийской (?) серии. В пределах северной части^Валдайского прогиба (Торопец, Крестцы, Валдай) и на склонах Балтийского щита (Старая Русса, Пестово и др.) нижнепова­ровские отложения, по-видимому, отсутствуют.

Верхнеповаровская подсвита полностью вскрыта скважинами в Крестцах (скв. 1, инт. 890—1040 м), Пестове (инт. 1431—1602 м), Вологде (инт. 2023—2207 м), Рыбинске (скв. Р-2, инт. 2110—2332 л), Некрасовском (инт. 2329—2520 м), Любиме (скв. Л-3, инт. 2212— 2442 м), Макарьеве (инт. 2359—2506 м), Редкине (инт. 1205—1428 м), Переславле-Залесском (инт. 1570—1800 м), Решме (инт. 2005—2265 м) и др. Южнее этой группы скважин верхнеповаровская подсвита частич­но размыта преддевонской трансгрессией, а южнее линии Зубцов — Москва — Щелково она полностью отсутствует.

Таким образом, не исключена возможность, что валдайские отло­жения северо-западных разрезов (гдовский и котлинский горизонть!) соответствуют только верхнеповаровской подсвите, которая по унифи­цированной схеме сопоставляется с одним котлинским горизонтом. По­этому применение в Центральных районах терминов «гдовский гори­зонт» и «котлинский горизонт» в понимании стратотипических разрезов Прибалтики, вероятно, неправомерно.