Глава 2. Геологическое строение Ленинградской области

Стратиграфия

Стратиграфия − раздел геологии, изучающий последовательность формирования геологических тел и их первоначальные пространственные взаимоотношения.

Стратиграфия Ленинградской области.

Северо-запад области расположен на Балтийском кристаллическом щите, где выходят на поверхность архейские и ранне протерозойские породы. Они образовались более 600 миллионов лет назад в результате мощных вулканических извержений. Поэтому на этой территории основными полезными ископаемыми являются гранит, облицовочный камень и песчаногравийный материал.

На южных берегах Финского залива и Ладожского озера в кембрийский период (около 500 миллионов лет назад) сформировались мощные толщи осадочных пород (синих глин с прослойками песчаников).

Приблизительно 400 миллионов лет назад, в ордовикский период, произошло образование оболовых песчаников, содержащих месторождения фосфоритов и горючих сланцев (запад области). На юге области на поверхность выходят породы девонского периода.

В восточной части области близко к поверхности находятся породы, образовавшиеся в Каменноугольный период. Там присутствуют месторождения бокситов, известняков и доломитов.

Окончательно рельеф области сформировался в четвертичный период в результате четырёх оледенений и последовательно сменявших их межледниковых эпох. Поэтому на большей части области присутствуют месторождения торфа, глины и песка.

Т.Н.№1.Стратиграфия территории р. Саблинка относится к ордовикскому периоду. Ниже всех залегают диктеонемовые сланцы, мощность которых приблизительно равна 20 см. Далее под водопадом залегает глауконитовый песчаник, мощность которого равна 50 см, это говорит о том, что раньше здесь было море. Далее появляются пласты известняков волховского горизонта и кундского горизонта (мощность равна 12 м.).

Т.Н.№2. Стратиграфия территории р. Тосна относится к концу ордовикского периода и началу кембрийского периода. Здесь имеются оболовые пески, которыми заканчивается ордовик, ниже залегает кембрийская синяя глина и кварцевые пески, которые содержат конкреции.

ТН№3. Стратиграфия Саблинских пещер. Пещеры расположены в толще кембрийских и ордовикских песчаников и песков.

Т.Н.№4. Стратиграфия Саблинского водопада. Вблизи водопада имеется обнажение известняков. Река пропиливает плато, но известняки более плотные, и поэтому образовался водопад.

Т.Н.№1 г. Кронштадт. Морской Никольский собор сделан из итальянского известняка, площадь перед собором выложена брусчаткой, состоящей из базальта.

Т.Н. №2. г. Выборг. Выборг находится в пределах Балтийского щита, где близко к поверхности выходят кристаллические породы раннепротерозойского периода, преимущественно − гранит-рапакиви. Поэтому морены здесь имеют менее резкие очертания. На вершинах коренные породы обнажены, а на нижних, более пологих склонах прикрыты песчаной и супесчаной мореной с гравием, щебнем и валунами. Они покрыты озёрными и озёрно-аллювиальными отложениями четвертичного периода. Характерными ледниковыми формами рельефа являются «бараньи лбы».

Т.Н.№3. Парк «Монрепо». Некоторые из обнажений гранитов-рапакиви в парке образуют отвесные скалы высотой до 20 метров. Другие полого спускаются к воде. Такие сглаженные ледником глыбы-гиганты получили название бараньих лбов и курчавых скал. Это продолговатые бугры гранитов и гнейсов, отшлифованные ледником. Часто на их поверхности располагаются царапины следы двигавшихся по ним валунов.

Т.Н.№1. От станции Можайская до Дудергофских высот дорога представляет собой абразионную террасу. У подножия Дудергофских высот находятся диктаонитовые сланцы (повышенный фонд радиации), которые неблагоприятно воздействуют на здоровье людей, живущих в этом районе.

Т.Н.№2. Деревня Лопухинка, радоновое озеро. Здесь имеется склон оврага, который представляет собой отвесную скалу, сложенную известняками. Известняки эти древние, палеозойского возраста, в них найти статки окаменелой фауны морских моллюсково и даже древнейших ископаемых трилобитов.

Т.Н.№3. Крепость Копорье.

Крепость построена из известняка.

Крепость Копорье – памятник русского средневекового оборонительного зодчества – находится на юго-западе Ленинградской области, на краю Ижорской возвышенности, в селе Копорье.

Крепость расположена в 12 км к югу от Финского залива и занимает небольшую площадку скального мыса.

 

Тектоника

Ленинградская область расположена в пределах двух тектонических структур. На севере и северо-западе она занимает южную окраину Балтийского щита, а на юге и юго-востоке − северо-западную часть Русской плиты. Формирование Балтийского щита происходило 2-3 млрд. лет назад, в архейскую и протерозойскую эры истории развития земной коры. Его слагают горные породы метаморфического и магматического происхождения − гнейсы, сланцы и амфиболиты, возникшие в результате преобразования осадочных и вулканогенных пород. Их толщи пронизаны породами, образовавшимися в результате внедрения магматических расплавов в разломы и трещины земной коры, представленные в области габбро-норитами, габбро-диабазами и гранитами различных расцветок. Поверхность таких гранитов покрыта коркой. Сбив ее, можно увидеть розовато-коричневатую породу порфировидного строения с кристаллами полевого шпата, не устойчивого к выветриванию.

Толща пород Балтийского щита смята в складки и разбита на отдельные блоки, которые на его южном склоне становятся фундаментом Русской плиты, погребенным под чехлом более молодых осадочных отложений. В пределах области эти образования обнажены на Карельском перешейке, в Выборгском и Приозерском районах. В черте Санкт-Петербурга они залегают на глубине около 200 м, а па востоке и юго-востоке области на глубине 700-800 м ниже уровня океана.

На протяжении большей, части протерозойской эры (отрезок времени около 1 млрд. лет) область входила в геосинклинальную зону, отличающуюся магматической деятельностью, повышенной сейсмичностью и процессами метаморфизма. В тот период территория области опустилась и сюда вторглось море. В процессе последовавшего затем поднятия суши образовались горы.

На протяжении 600-700 млн. лет от конца протерозойской эры до наших дней известно о многократной смене морских и континентальных условий на территории области, связанной с вековыми, медленными колебательными движениями земной коры. Во время погружений ее отдельных участков море наступало, а во время поднятий − отступало. Моря эти были относительно мелководны, и на их дне накапливались песчано-глинистые и карбонатные осадки. Со временем рыхлые осадки превратились в песчаники, алевролиты, аргиллиты, мергели, известняки, доломиты, а также глины. Захороненные в них части скелетов, панцирей и раковин окаменевали. По косой слоистости песчаных пород, свидетельствующей о мелководности бассейнов, и сохранившимся в ископаемом состоянии знакам ряби, по составу ископаемых представителей фауны и флоры удалось установить, что в далекие времена, когда северо-запад Русской равнины был покрыт морями, территории области соответствовали прибрежно-морские зоны. Осадочный чехол Русской плиты сложен породами, сформировавшимися на дне мелководных морей, озерными, речными и ледниковыми осадками, формировавшимися в континентальных условиях, а также погребенными почвами и древними корами выветривания. В основании чехла залегают сероцветные глинистые породы, возникшие в верхнем протерозое, над ними − породы нижнего кембрия, с которого началась эра древней жизни − палеозой. В обеих породах сохранились остатки обитателей морского дна − древних водорослей и червей, а в кембрийских отложениях − также раковины плеченогих моллюсков и панцири вымерших членистоногих − трилобитов. Породы верхнего протерозоя (так называемой валдайской серии) есть на южном берегу Финского залива и юге Карельского перешейка. Породы нижнего кембрия (его так называемой балтийской серии) в частности исключительно пластичные синие глины, прослеживаются от города Усть-Луга через Ломоносов и Стрельну к южным окрестностям Ленинграда, а также на южном побережье Ладожского озера от устья Свири до Лодейного Поля. Над кембрийскими породами находятся кварцевые песчаники. По направлению погружения кристаллического фундамента Русской плиты происходит смена выходов на земную поверхность более древних осадочных пород более молодыми. Выходы кембрийских пород возраста 500-750 млн. лет сменяются выходами ордовикских пород возраста 440-500 млн. лет, затем выходами пород девонского возраста 350-405 млн. лет и, наконец, выходами пород каменноугольного возраста 285-350 млн. лет. Силурийский (от 440 до 405 млн. лет) и пермский (230-285 млн. лет) периоды палеозойской эры не оставили следов на территории области.

После освобождения от кембрийского моря территория области некоторое время оставалась сушей. В ордовикский период она была затоплена морем, на дне которого накопились осадки. Они превратились в песчаники, известняки и доломиты, явившиеся вместилищем фосфоритов и горючих сланцев. Самые древние ордовикские породы − кварцевые песчаники переполнены створками раковин моллюсков оболюсов (по наименованию которых их называют оболовыми). На оболовых песчаниках залегают так называемые диктионемовые сланцы − глинистые породы, на 15-20% состоящие из органического вещества ­­− остатков морских организмов граптолитов.

Наибольшая часть ордовикских пород − известняки и доломиты содержат окаменелые остатки беспозвоночных животных − обитателей теплого ордовикского моря (губок, мшанок, червей, моллюсков, членистоногих, иглокожих), а также водорослей. Разложение отмерших синезеленых водорослей и некоторых других организмов привело к образованию среди известняков пачек горючих сланцев − кукерситов − результат насыщения карбонатных илов органическим веществом − керогеиом.

Большая часть области к югу от реки Оредеж расположена на так называемом Главном девонском поле, породы которого возникли в морских, прибрежноморских, лагунных и континентальных условиях. Помимо остатков беспозвоночных животных в этих породах сохранились остатки двоякодышащих и кистеперых рыб.

Начиная с каменноугольного периода и до наших дней (на протяжении 350 млн. лет) территория области существует как суша. Правда, в последние 10 тыс. лет оказались затопленными участки, прилегающие к Финскому заливу и Невской низменности. Палеозойские горные породы, возникшие в континентальных условиях, сохранились в Тихвинском районе и Прионежье. Это бокситоносные отложения каменноугольного периода. Бокситы − алюминиевая руда. Образование бокситов − следствие химического выветривания горных пород, содержащих алюминий, протекающего в условиях тропического климата с сезонной сменой засушливого и дождливого периодов.

В четвертичном периоде, начавшемся миллион лет назад и продолжающемся в настоящее время, территория области по меньшей мере четыре раза оказывалась под ледниковым покровом толщиной в многие сотни метров. Каждый из ледников, надвигавшихся с севера и северо-запада, переносил отложения ледника-предшественника. В связи с этим в наши дни сохранились в основном лишь осадки последнего (валдайского оледенения), называемые моренами, − валуны, галька, песок, глина.

Немногим более 10 тыс. лет назад на территории области перед отступавшим краем ледника возникло приледниковое озеро, на его дне отложились ленточные глины, слоистость которых отражает смену времен года. Природный календарь показал, что скорость отступания ледника равнялась 450 м в год, а озерное происхождение ленточных глин доказали остатки пресноводных рыб (сигов, сомов и т. д.). Озеро оказалось недолговечным. Около 9500 лет назад во впадину, занятую Балтийским морем, хлынули воды из Атлантики и Белого моря. Возникло Иольдиевое море, получившее свое название по имени моллюсков иольдиа, раковины которых вместе с остатками морских диатомовых водорослей сохранились в косослоистых донных песках. Иольдиевое море играло роль пролива между Балтийским и Белым морями. Его береговая линия в виде уступа высотой до 25-30 м − Балтийско-Ладожского глинта тянется через область от устья Сяси до города Палдиска. Глинт выражен южнее Петродворца по линии с. Каргино, Пулково, Чернышево, Мишкино, Заохотье и Путилово. На севере берегом Иольдиевого моря служили Юккские и Токсовские высоты, тянувшиеся к Финскому заливу от берегов Ладожского озера. Во время максимального распространения моря, когда его глубина достигла 40-55 м, эти высоты вместе с Колтушскими высотами превратились в архипелаг.

Уровень Иольдиевого моря не был постоянным. Его границы расширялись и сокращались. Был период, когда оно отступило на запад и на территории Балтики и прибрежных землях возникло Балтийское ледниковое озеро, о существовании которого свидетельствуют остатки пресноводных водорослей. В связи с этим говорят о Первом Иольдиевом море, предшествовавшем Балтийскому озеру, и о Втором Иольдиевом море, возникшем позже.

Поднятие Скандинаво-Финского массива привело к прекращению связи Второго Иольдиевого моря с Атлантикой. Образовался замкнутый опресненный бассейн. Ом занимал место теперешнего Финского залива и прилегающей к нему суши, о чем можно судить по серым суглинкам, глинам, супесям, реже желтоватым кварцевым пескам и погребенным торфяникам. У Выборга, Кронштадта и Санкт-Петербурга их толщина измеряется от 0,5 до 4 м. По обнаруженным в них остаткам пресноводных моллюсков анцилюсов озеро было названо Анцнловым. Просуществовало оно около 2000 лет. Примерно 6800 лет назад его котловина, находящаяся в заболоченной местности, сильно сократилась и начала затопляться с запада водами нового − Литоринового моря, получившего название по имени моллюска литорина, обитавшего в опресняемом реками прибрежном мелководье.

Вторжение Литоринового моря на территорию области произошло после образования Датского полуострова и возникновения проливов Большой и Малый Бельт, по которым воды Северного моря проникли в Анциловое озеро. Литориновое море достигло Ладожского озера. 3000 лет оно покрывало северозападную окраину области, и около 3800 лет назад началось его отступание, которое в конце концов привело к установлению нынешних границ Балтийского моря и Финского залива. Поднятие чаши Ладожского озера и опускание дна современных балтийского и Северного морей привели к отступанию бассейна. Уровень Ладожского озера раньше был выше уровня Литоринового моря на 17-18 м. Ладожские воды прорвались в залив Литоринового моря. В результате этого примерно 4000 лет назад образовалась Нева − своего рода канал, соединивший Ладожское озеро и нынешний Финский залив − в прошлом залив Литоринового моря. На месте прорыва как его памятник сохранились Пелльские пороги, которые преодолевает Нева в 40 км от Ленинграда. Реки Тосна, впадавшая в Литориновое море, и Мга, впадавшая в Ладожское озеро, перестали быть самостоятельными и стали притоками Невы. На дне Литоринового моря образовались диатомиты − скопления панцирей диатомовых водорослей, представляющие полезное ископаемое. С послеледниковой эпохой связано торфообразование, которое, начавшись 10-11 тыс. лет назад, продолжается по сей день. Подстилают торфяные залежи слои сапропеля − также полезного ископаемого − ила на дне озер, пересыщенного органическим веществом. Это свидетельствует о существовании озера, на дне которого образовался сапропель, потом озеро начало заболачиваться и превратилось в торфяное болото.

 

Полезные ископаемые

Полезные ископаемые− минеральные и органические образования земной коры, химический состав и физические свойства которых позволяют эффективно использовать их в сфере материального производства.

По своему происхождению все полезные ископаемы делятся на три больших генетических группы: а) осадочную, связанную с экзогенными процессами; б) магматическую, связанную с процессами внедрения магмы в земную кору и излияния на ее поверхность; в) метаморфическую, связанную с процессами преобразования структуры, минералогического и химического состава ранее сформированных горных пород.

За время геологической практики были рассмотрены и изучены полезные ископаемые природно-исторического комплекса Саблино в Тосненком районе, города Кроншадта, расположенном на острове Котлин и города Выборга в Выборгском районе.

Саблино.

Саблино или Саблинский памятник природы (СПП) – территория в 220 га, на которой сосредоточены уникальные для равнинной местности формы рельефа водопады и каньоны. В обрывистых склонах рек залегают разнообразные горные породы, многие из которых являются ценными полезными ископаемыми. В береговых обрывах зияют входы в знаменитые Саблинские пещеры, созданных более 150 лет тому назад рудокопами, добывавших здесь белый кварцевый песок для производства стекла и знаменитого императорского хрусталя. Здесь располагаются обнажения кембрийских и ордовикских пород. На территории СПП можно встретить практические все основные виды полезных ископаемых, добыча которых велась или до сих пор проводится на территории Ленинградской области.

Главное достояние Лениградской области области − голубые кембрийские глины. В г. Никольское, с севера прилегающем к СПП, производится добыча этих глин открытым способом из карьеров. Один карьер уже выработан, а на другом ведутся активные разработки. Здесь находятся основные заводы в Ленинградской области по переработке синих глин. Из глин производят: строительный, облицовочный и печной кирпич, керамическую плитку, керамзит. Также производят порошковую и гранулированную глину, которую используют для кладки печей и в скульптурном деле. Выпускается мягкая глина для лепки с добавлением воды в вакуумной упаковке. Кембрийские глины обладают уникальными лечебными свойствами. Глину продают в аптеках в разных расфасовках по 100, 200, 300 г. и др. В косметических кабинетах Ленинградской области и С.-Петербурга предлагают маски из синей глины. Глина используется как пролангатор действия минеральных удобрений и для очистки напитков. Спектр использования синих глин наверняка будет расширяться по мере их дальнейшего изучения.

Другим важным полезным ископаемым являются кварцевые стекольные пески. Саблинское месторождение стекольных песков интенсивно эскплуатировалось с 1860 по 1930 г.г. Песок использовался не только в стекловарении, но и для производства знаменитого императорского хрусталя.

В нижнеордовикских оболовых песках находится Ульяновское месторождение фосфоритовых руд, в которых содержание пятиокиси фосфора составляет 4,7%. Аналогичные руды Кингисеппского месторождения с содержанием P2O5 до 12-15% перерабатываются в фосфоритовую муку на предприятии «Фосфорит».

Диктионемовые сланцы относятся к горючим породам. От среднеордовикских кукерситов, имеющих промышленное значение на западе и юге Ленинградской области, диктионемовые сланцы отличаются высокой зольностью и низким содержанием керогена, поэтому они относятся к низкосортным горючим сланцам. Кроме того, диктионемовые сланцы радиоактивны, содержат в незначительных количествах уран и ряд редких и рассеянных элементов.

Самый известный вид полезного ископаемого в окрестностях Саблино представляют собой известняки. Здесь можно встретить старые каменоломни в нижнем течении р. Саблинки и по берегам Тосны. С давних времен известняки использовались людьми − с момента их поселения в этих местах. С известняков в этих местах вода падает на обоих водопадах, размывая все, что залегает выше и ниже этого слоя плотных известняков. В петровское время его использовали для сооружения фундаментов, облицовки и кладки стен, мощения тротуаров, строительства лестниц в жилых домах Санкт-Петербурга. И в послепетровские времена известняк широко использовался в строительстве города и его областях.

До сих пор используются в облицовке современных зданий. Кроме того, из известняков и доломитов получают известковую и доломитовую муку, использующуюся в качестве минерального удобрения и добавки к кормам животных. Известняки применяются как флюсовое сырье в металлургическом производстве, для получения цемента, строительной извести, а также строительного щебня для приготовления бетонов. В палеозое 300-400 миллионов лет назад вся эта территория была покрыта морем. Осадочные отложения того времени - пески, супеси, глины с линзами ила или торфа − покрывают мощной толщей (свыше 200 метров) кристаллический фундамент, состоящий из гранитов, гнейсов и диабазов. Современный рельеф образовался в результате деятельности ледникового покрова (последнее Валдайское оледенение было 12 тысяч лет назад). После отступания ледника образовалось Литориновое море, уровень которого был на 7-9 м выше современного. 4 тысячи лет назад море отступило и мели Финского залива превратились в острова. Остров Котлин представляет собой размытую ледниковую морену. Длина острова 11 км, ширина около 2 км. Западная оконечность затопляется во время наводнений, восточная часть приподнята за счёт подсыпки грунта. Вокруг Котлина свыше 30 островов, в том числе 23 искусственных (основания молови бывших фортов).

Основным полезным ископаемым является гранит − (итал. granito, букв. зернистый, от лат.Granum − зерно) – полнокристаллическая интрузивная кислая светлоокрашенная горная порода, состоящая главным образом из кварца(3040% по объёму) и полевого шпата(60-70% по объёму) – кислого плагиоклаза и калиевого полевого шпата. Содержание темноцветных минералов в граните не превышает 5-10% по объёму. Цвет розовый, серый, белый, жёлтый, зелёный. Происхождение гранита − гетерогенное: либо в результате кристаллизации магматического расплава, либо в результате метасоматического замещения гранитизирующими растворами метаморфических пород. С определёнными по составу гранитами связаны месторождения различных руд (олова, вольфрама, молибдена, меди, свинца, цинка и др.). Гранит с высоким содержанием калиевого полевого шпата − полевошпатовое сырьё, которое используется как флюс при производстве стекла и тонкой керамики. В Кронштадте используется для фундамента и облицовки зданий, терасс, дорог, монолитом для памятников.

Город расположен на территории Выборгской низменности. Рельеф пересечённый, средняя высота над уровнем моря повышается к северу, самая высокая точка (51 м) расположена в Скандинавском микрорайоне. В центральной части города самое высокое место − Батарейная гора (33 м). Выборг находится в пределах Балтийского щита, где близко к поверхности выходят кристаллические породы раннепротерозойского   периода, преимущественно гранит-рапакиви.

Рапакиви (фин.rapakivi − «гнилой или крошащийся камень») − горная порода кислого состава, разновидность гранита. (Рисунок 11) Он состоит изолигоклаза (около 20 %), ортоклаза (около 40%), идиоморфногокварца (около 30%), и содержит малые примеси второстепенных акцессорных минералов (около 2%): ортита, амфибола, диопсида, сфена, апатита, магнетита и др. На срезе отчетливо различается крупная зернистость этого гранита. По своей прочности и долговечности сильно уступает в сравнении с образцами мелкозернистого гранита. Может быль окрашен в различные оттенки буровато-розового, иногда это красноватый, зеленоватый.

Гранит рапакиви широко распространён в Швеции и Финляндии, встречается в Карелии и Ленинградской области (район г. Выборга), в Украине (район с. Городище, Черкасской области).

На монолите из этого гранита установлен «Медный всадник»; из него высечена и Александровская колонна, а также многие архитектурные памятники, используется как строительный и облицовочный материал.

Также полезными ископаемыми представлены андезит и базальт.

Андезит (от названия горной цепи Анды в Южной Америке) горная порода, эффузивный аналог диорита. Цвет андезита от серого до чёрного, иногда с зелёным оттенком, структура порфировая.

Андезиты образуются в процессе вулканических извержений при застывании лавы, вышедшей на дневную поверхность или оставшейся в недрах земли недалеко от поверхности. Основная масса андезита состоит из микролитов плагиоклаза и подчинённого количества пироксена, погружённых вулканическое стекло. Вкрапленники представлены плагиоклазом, моноклинным или ромбическим пироксеном, роговой обманкой, биотитом.

Применяют в качестве щебня для бетона, в дорожном строительстве (щебень, брусчатка, мостовая шашка), реже как кислотоупорный материал и облицовочный.

Базальт (лат. basaltes, basanites, от греч. basanos − пробный камень; по другой версии, отэфиоп. basal - железосодержащий камень) − излившаяся основная порода, эффузивный аналог Габбро. Окраска базальта тёмная до чёрной.

Состоит главным образом из основного плагиоклаза, моноклинного пироксена, оливина, вулканического стеклаи акцессорных минералов − магнетита, ильменита, апатитаи др. Структуры базальта − интерсертальная, афировая, реже гиалопилитовая, текстуры − массивная либо пористая, миндалекаменная. B зависимости от крупности зерна различают: наиболее крупнозернистый − Долерит, мелкозернистый − анамезит, тонкозернистый собственно базальт. Палеотипные аналоги базальта − диабазы.

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 В ходе практики была выявлена стратиграфия Ленинградской области за Ордовикский и Кембрийский периоды. Изучено тектоническое строение и подземные воды.

В ходе исследуемой территории были обнаружены следующие полезные ископаемые: граниты, пески, сланцы, песчаники и известняки. Порядок их залегания описан от более древних к более молодым породам. Т.е. самыми древними являются граниты-рапакиви, а самыми молодыми – известняки Таллиннского горизонта. Также, было изучено применение некоторых полезных ископаемых.