геоэкологическое строение Москвы

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
Территория Московского региона расположена в центральной части Русской (или Восточно-Европейской) платформы. Как и всем платформенным сооружениям, Русской платформе присуще двухъярусное строение. Ее нижний структурный этаж -кристаллический фундамент – сложен древними породами архейской и протерозойской эры, а верхний этаж(платформенный чехол) слагают преимущественно осадочные породы палеозоя, мезозоя и кайнозоя. (Рис.1)

Рис. 1
Геологический профиль через центральную часть Московского региона
1 – мезокайнозойские отложения; 2 – верхнекаменноугольные отложения;
3 – среднекаменноугольные отложения; 4 – нижнекаменноугольные отложения;
5 – верхнедевонские отложения;6 – среднедевонские отложения;
7 – нижнедевонские отложения; 8 – вендские отложения, 9 – рифейские отложения;
10 – кристаллические породы архей­протерозойского возраста, 11 – глубинные разломы

ПОРОДЫ ФУНДАМЕНТА Русской платформы представлены различными магматическими и метаморфическими образованиями, включающими гнейсы, амфиболиты, филлиты, различные сланцы и кварциты, прорванные интрузиями гранитов, сиенитов и диоритов. Они залегают на значительной глубине и вскрыты в пределах нашей области только буровыми скважинами. Наименьшие глубины залегания фундамента отмечаются в Московском регионе к югу от г. Серебряные Пруды (1000 м), а наибольшие - южнее г. Ногинска и к востоку от г. Зарайска (4200 м). На дневную поверхность породы фундамента выходят лишь далеко к северу от Подмосковья на Балтийском щите.
Однако в процессе проведения походов и экскурсий по Смоленско-Московской возвышенности и Клинско-Дмитровской гряде с ними все же можно познакомиться, изучая гальку и валуны, принесенные с Балтийского щита в ходе оледенений четвертичного периода. Среди моренных валунногалечниковых отложений нередко попадаются весьма характерные образцы гранитов, гнейсов и кварцитов, дающие представление об облике горных пород кристаллического фундамента нашей платформы.

В ВЕРХНЕПРОТЕРОЗОЙСКОЕ ВРЕМЯ на подвижных участках Русской платформы закладывались глубокие прогибы, один из которых позже, в палеозое, оформился в обширную Московскую синеклизу - главный структурный элемент осадочного чехла на территории столичного региона.
В основании осадочной толщи, слагающей синеклизу, залегают породы рифейского и вендского отделов верхнего протерозоя. (Рис. 2) Они представлены песчаниками, конгломератами, алевритами, аргиллитами и глинами с прослоями вулканогенных пород - туфов и туффитов. Органические остатки в них встречаются крайне редко. Это отпечатки медуз и так называемые акритархи (сферические скопления отпечатков одноклеточных и планктонных организмов), которые обнаружены в глинах вендского возраста. Эти отложения образовывались при разрушении горно-складчатых сооружений фундамента и накапливались преимущественно в прогибах, где их мощность достигает иногда 2500 м. На разделяющих эти прогибы выступах мощность рифей-вендских отложений не превышает первых сотен метров, а порой они отсутствуют вовсе.

Рис.2

В РАННЕПАЛЕОЗОЙСКУЮ ЭПОХУ на протяжении кембрийского, ордовикского и силурийского периодов территория Московского региона была под воздействием каледонской складчатости вовлечена в процесс воздымания, в результате чего осадконакопление происходило лишь в незначительной степени. От этого времени сохранились только маломощные (60-80 м, на севере области до 300 м) пласты морских мелководных и лагунных (а в силуре также континентальных) отложений, вскрытых скважинами и представленных песчаниками, песками, глинами, реже мергелями и доломитами. В нижнедевонское время море окончательно покинуло пределы Московской синеклизы, и осадки этого возраста в Подмосковье не обнаружены.
Начиная со среднего девона море вновь покрывает территорию региона, оставив повсеместно мощные пласты осадочных пород морского и лагунного генезиса: известняков, мергелей, песчаников, глин, каменной соли и гипса. Мощность пород среднего и верхнего девона достигает почти километра, но на дневную поверхность они нигде в Подмосковье не выходят. Погружение Русской платформы продолжалось и в каменно-угольном периоде, когда на всей территории региона отлагались мощные пласты морских осадков. Отложения каменноугольного периода (карбона)- самые древние из тех, что обнажаются на дневной поверхности в Московском регионе, причем мощность их значительно превосходит суммарную мощность более молодых, мезозойских и кайнозойских осадков. Поэтому на них стоит остановиться более подробно.

КАРБОНОВЫЕ (КАМЕННОУГОЛЬНЫЕ) ОТЛОЖЕНИЯ обнажаются в южной и юго-западной части Подмосковья по долинам рек и в оврагах, а также вскрываются карьерами и скважинами. Они распространены на всей территории нашей области, подстилая более молодые напластования, и представлены почти исключительно морскими осадочными породами, что говорит о происходившей в это время трансгрессии моря. Мощность карбоновых отложений, представленных всеми тремя отделами, достигает 600м. (Рис. 3)

Нижний отдел представлен загипсованными глинами турнейского яруса с маломощными прослоями бурых углей и известняков, затем песками, песчаниками и глинами визейского возраста с отдельными пластами известняка, а также пластами бурого угля, и, наконец, карбонатными породами (известняками и доломитами) и глинами намюрского яруса общей мощностью до 100 м на севере области и до 250 м - на юге.

Рис.3

Средний отдел карбона слагают в Подмосковье осадки московского яруса, представленные также карбонатно-глинистой толщей и подразделяющиеся на четыре горизонта. Нижний, верейский горизонт залегает на размытой поверхности нижнекаменноугольных отложений и сложен красно-бурыми глинами, известняками и мергелями с отдельными прослоями глауконитовых песков и песчаников. Мощность его достигает 20 м.
Выше залегают породы каширского горизонта, представленные в основном доломитами с прослоями известняков, мергелей и красных глин. Мощность пород этого возраста достигает 70 м, и выходы их можно наблюдать в береговых обрывах рек Нары, Лопасни и Большой Смедовы.
Доломитизированные известняки подольского горизонта, издавна добывавшиеся на территории нашего региона, за красивый белый цвет и мелкозернистую текстуру получившие название "подольский мрамор", не только служили на протяжении веков прекрасным строительным материалом, но и радовали коллекционеров находками кристаллов горного хрусталя и аметиста в пустотах выщелачивания. Мощность этого горизонта колеблется от 10 до 50 м. Подольские известняки обнажаются в долине реки Пахры и ее притоков - Десны и Рожайки.

Завершают разрез среднего карбона отложения мячковского горизонта. Это белые органогенные и органогенно-обломочные известняки с многочисленной фауной, причем в верхней части разреза среди них появляются прослои серо-зеленоватых мергелей и пласты плотного доломитизированного известняка. Мощность их возрастает с запада на восток от 25 до 70 м. Выходы мячковских известняков в долинах Пахры и Москвы-реки разрабатывались, начиная с XIV века. Из них, в частности, был построен белокаменный московский Кремль при Дмитрии Донском.
Большой Домодедовский (Новленский) известняковый карьер у с. Ям. Мячковский горизонт Московского яруса,слева на известняках - глины

Отложения верхнего карбона распространены в Подмосковье значительно меньше. Их можно встретить лишь в восточной части области, к востоку от нижнего течения Москвы-реки и в среднем течении Клязьмы. Они представлены морскими осадками касимовского и гжельского ярусов.
Мощность пород касимовского яруса достигает 60 м. Он состоит из нескольких горизонтов, каждый из которых начинается пластами известняков и доломитов, а завершается толщей пестроцветных и красных глин и мергелями с гипсом. Касимовские доломиты залегают на размытой поверхности мячковских известняков и включают в своей нижней части гальки этих пород. Обнажения касимовского возраста можно увидеть на Москве-реке в районе Воскресенска.

Породы гжельского яруса выходят на дневную поверхность в долине реки Клязьмы ниже станции Щелково, а также вскрыты карьерами у поселка Гжель. Мощность их составляет от 50 до 75 м. Они представляют собой чередование пластов карбонатного и глинисто-мергелевого состава.
Именно с этими породами связано месторождение знаменитых гжельских глин, положившее начало производству известной гжельской керамики. В кремневых стяжениях среди известняков этого возраста нередко попадаются хорошие образцы поделочного халцедона, агата и аметиста, находки которых известны к востоку от Москвы, у деревни Русавкино.
В конце палеозоя началось поднятие территории Русской платформы, в результате чего море отступило к северу и к западу от нашего региона. В это время здесь господствовал континентальный режим и происходил преимущественно размыв речными водами ранее отложенных морских осадков. Поэтому осадки пермского периода палеозоя, а также триасового и большей части юрского периода мезозоя в Московской области почти неизвестны. Лишь на севере Подмосковья, в Талдомском районе, встречаются редкие пятна континентальных кор выветривания и продуктов их переотложения в озерно-речных осадках.

НИЖНЕ- И СРЕДНЕЮРСКИЕ ПОРОДЫ очень небольшой мощности (2-3 м) представлены в Подмосковье пресноводными континентальными песчаными отложениями с прослоями тугоплавких глин и бурых железняков, а изредка и бурого угля. Они нигде не выходят на поверхность и вскрыты скважинами в погребенных долинах древнего рельефа.

В ВЕРХНЕЮРСКОЕ ВРЕМЯ море вновь занимает территорию Подмосковья. В результате на территории Московской области отложились довольно мощные пласты морских осадков келловейского, оксфордского, киммериджского и волжского ярусов, которые, правда, в последующем были в значительной мере размыты. Это относится, в первую очередь, к отложениям первых трех из перечисленных ярусов, мощность каждого из которых в настоящее время не превышает 10-12 м. (Рис. 4)
Келловейские породы выходят на поверхность локальными, небольшими по площади участками в Рузском, Раменском и Подольском районах. Их можно встретить в бассейне реки Пахры, на Клязьме близ города Щелково, а также в карьерах у Подольска и Гжели. Это преимущественно серые пески и песчаники с прослоями известковистых глин, а также глинистых фосфоритов и лимонита. В результате размыва их мощность не превышает 7-8 м.
Отложения оксфордского яруса представлены прослоями темно-серых слюдистых глин с глауконитом. Изредка в них встречаются конкреции марказита и фосфорита. Мощность оксфордских глин составляет в среднем 5-10 м.

Рис.4

Киммериджский ярус представлен на территории Подмосковья черными сильно песчанистыми глинами с прослоями фосфоритов и галькой перетертых пород оксфордского возраста. Их цвет объясняется примесью мелкодисперсного пирита и глауконита, а также органических веществ -продуктов разложения багряных водорослей на дне морского бассейна.
Когда-то широко распространенные в регионе, они были почти полностью размыты на протяжении волжского века, и ныне их мощность редко где превышает 10 м.

Лучше сохранились в Подмосковье отложения волжского яруса, встречающиеся во многих районах столичной области. Они представлены глауконитовыми песками, темными известковистыми глинами, содержащими пласты фосфоритов, сменяющимися выше по разрезу светложелтыми и белыми песками преимущественно кварцевого состава. Местами они сцементированы в песчаники. Такое изменение в составе осадков говорит о том, что к концу волжского века море начало отступать, и морские осадки подвергались перемыву и переотложению в дельтовых и озерных условиях. Мощность пород волжского яруса составляет 30-40 м.

МЕЛОВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ подверглись на территории Московского региона интенсивному размыву в четвертичное время. Лишь на Клинско-Дмитровской гряде они представлены достаточно широко, в остальных же частях области можно встретить только небольшие пятна этих отложений, перекрывающие нижележащие породы карбона и юры. В Подмосковье представлены как нижнемеловые, так и верхнемеловые осадки, причем первые встречаются значительно чаще.

Нижнемеловые отложения включают породы неокома (под этим названием объединяют нерасчлененные отложения валанжинского, готеривского и барремского ярусов), а также аптского и альбского ярусов. Неоком сложен бурыми кварц-глауконитовыми песками, часто ожелезненными. Мощность их колеблется от 1-2 до 15-20 м. Аптский ярус представлен белыми мелкозернистыми кварцевыми песками с тонкими прослойками желтых ожелезненных песков и сажистых глин. Выходы аптских песков имеются в черте Москвы у подножья Воробьевых гор, в Коломенском и Крылатском. В Подмосковье эти пески обнажаются в долине реки Сестры в районе города Клина. Мощность их достигает 15-20 м.
Желтовато-серые пески альбского возраста встречаются отдельными пятнами на Клинско-Дмитровской гряде, занимая наиболее высокие части водоразделов. Они выходят на поверхность, в частности, в бассейне реки Вори. Иногда в этих песках встречаются прослои голубоватых слюдистых глин, по месту находки их в Парамоновском овраге названные «парамоновскими слоями». Мощность их составляет около 40 м

Верхнемеловые отложения представлены в Подмосковье неполно и встречаются небольшими участками в северной части области. Здесь можно обнаружить породы трех ярусов верхнего мела: сеноманского, туронского и коньякского. Отложения сеномана представлены серовато-желтыми и зеленовато-желтыми прибрежно-морскими песками и имеют мощность до 15 м. Туронские отложения залегают на размытой поверхности сеноманских и сложены кварцевыми и кварцево-слюдистыми песками с прослоями глин, песчаников и трепелов. Мощность их невелика и обычно не достигает 10 м. В основании коньякских отложений залегает пласт песчаников и конгломератов, которые выше по разрезу сменяются глинистыми трепелами и опоками с прослоями глин и песков. Суммарная мощность этих пород составляет 20-25 м.
В конце мелового периода, начиная с сантонского века, море окончательно покидает Подмосковье, и на всей его территории устанавливается континентальный режим.

В течение КАЙНОЗОЙСКОЙ ЭРЫ под действием экзогенных процессов (выветривания и др.) происходило разрушение осадков палеозоя и мезозоя и переотложение продуктов разрушения в долинах древних палеорек. Именно эти отложения формируют в настоящее время современный рельеф Московского региона.
Наиболее древними из кайнозойских отложений являются осадки НЕОГЕНОВОГО ПЕРИОДА. Эти континентальные осадочные породы представляют собой древнеаллювиальные песчаные отложения обычно белого или светло-желтого цвета с прослоями галечников и серых глин. Большая часть этих осадков была размыта и переотложена в четвертичное время в результате ледниковой деятельности, но отдельные выходы неогеновых песков можно встретить в долинах Оки и Пахры, где их мощность составляет от 2 до 20 м. Неоген-четвертичные пески перекрывают юрские отложения и к югу от г. Егорьевска (Рис 5)

Широко распространенные в Подмосковье ЧЕТВЕРТИЧНЫЕ, ИЛИ АНТРОПОГЕНОВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ представлены, в первую очередь, разнообразными ледниковыми и межледниковыми фациями значительной мощности, в также современными аллювиальными и болотными осадками. Вопрос о количестве оледенений на территории Подмосковья до сих пор остается во многом дискуссионным. Однако большинство исследователей считает, что в разрезах подмосковных четвертичных отложений можно достаточно уверенно выделить следы четырех ледниковых периодов. Все они имели место в плейстоцене: окское (нижний плейстоцен), днепровское и московское (средний плейстоцен) и верхнеплейстоценовое валдайское (калининское). Перерывам между оледенениями соответствуют межледниковые эпохи: лихвинская, одинцовская, микулинская и молого-шекснинская. Первое из перечисленных оледенений распространялось примерно до широтного отрезка долины Оки, второе покрывало огромную территорию, включая бассейны среднего Дона и Днепра, Граница московского оледенения может быть примерно проведена по линии Подольск-Домодедово. Валдайское оледенение непосредственно не затронуло территорию Подмосковья, но следы его в виде флювиогляциальных отложений имеются в северных районах нашей области.

Валуны принесенные ледником в Подмосковье

В эпохи оледенений отлагались обычно моренные суглинки с галькой и валунами различных пород: как перемещенных ледником с Балтийского щита (граниты, гнейсы, кварциты), так и местных (известняки, доломиты, песчаники). В межледниковые эпохи откладывались преимущественно озерно-болотные, аллювиальные и водно-ледниковые (флювиогляциальные) осадки. Мощности ледниковых отложений сильно колеблются в различных местах нашей области. Если в районах конечных моренных гряд и в ложбинах древних палеорек они достигают 40-50 и даже 100 м, то на водоразделах мощность их не превышает нескольких метров. В целом можно сказать, что мощность четвертичных отложений убывает в пределах Московской области с северо-запада на юго-восток.

Моренные отложения самого древнего, окского оледенения наименее распространены в Подмосковье и встречаются изредка лишь на юге области. Представлены они преимущественно плотным песчаным суглинком с мелкой галькой и обломками кремнистых и карбонатных пород карбона и юры. Гальку и обломки кристаллических пород среди них можно встретить крайне редко. Мощность окской морены составляет 6-10 м.
Более широко представлены в нашей области отложения лихвинского межледниковья. Их можно встретить даже в черте Москвы, а также на отдельных участках москворецкой долины за пределами города. Это грубозернистые пески, супеси и глинистые пески с прослоями гравия и торфяными включениями. Мощность их составляет над палеодолинами до 30м, а на водоразделах уменьшается до первых метров.

Днепровское оледенение, самое мощное из всех, оставило следы своей деятельности практически на всей территории нашей области. Мощность днепровской морены составляет в среднем 10-15 м. Она представлена красновато-коричневыми и бурыми суглинками, а также грубо-песчанистыми супесями со значительным количеством гальки и валунов.
Среди них встречаются многочисленные обломки кристаллических пород Балтийского щита: розовый гранит, розово-красный кварцит ("шокшинский песчаник"), серые гнейсы, черные диабазы и др.)
Одновременно в составе морены немало и гальки местных горных пород - известняков и доломитов, часто окремнелых. Отложения одинцовского межледниковья также широко распространены в Подмосковье. Это преимущественно водно-ледниковые и озерно-ледниковые разнозернистые пески с прослоями ленточных глин и супесей, лессовидных суглинков, а иногда и погребенного торфа. Мощность их составляет в древних долинах до 50 м, уменьшаясь на водоразделах до 10-15 м.

Моренные отложения московского оледенения развиты в основном на севере области и представлены красно-бурыми суглинками с галькой и валунами кристаллических пород. Мощность их невелика и редко достигает первых десятков метров. Южная граница этого ледника проходила примерно по современной долине реки Пахры.
Осадки микулинского межледниковья встречаются близ границы московского оледенения и представлены серыми и серовато-желтыми песками с прослоями супеси и суглинка, а также черных глин и торфа.Мощность их не превышает первых метров.
Последующие события геологической истории практически не отразились в разрезе четвертичных отложений Подмосковья. Лишь на севере области, в пределах Верхне-Волжской низменности, как уже говорилось, распространены флювиогляциальные суглинки с прослоями глин и песков, отложенные талыми водами при отступлении валдайского оледенения и в начале молого-шекснинского межледниковья. Их мощность составляет 10-15 м.

На заключительном этапе геологической истории происходило формирование покровных суглинков и террасных отложений за счет перемыва и переотложения моренных и межледниковых осадков. Эти суглинки повсеместно перекрывают более древние отложения, достигая наибольшей мощности (до нескольких метров) на водоразделах, склонах и верхних террасах. Эти безвалунные суглинки имеют обычно серую или серо-бурую окраску и включают линзовидные пропластки супеси и глин, а также скопления гидроокислов железа и марганца.

Другим видом молодых осадочных отложений являются древнеаллювиальные. Они слагают обычно надпойменные террасы в долинах крупных рек Подмосковья. Формирование их происходило за счет аллювиально-флювиогляциальных отложений предыдущих оледенений, причем более высокие террасы (третья и четвертая), как правило, формировались в период одинцовского межледниковья и московского оледенения, вторая - в конце московского оледенения и в период микулинского межледниковья, а первая надпойменная терраса обычно сложена аллювиальными песками и связана происхождением с последним (валдайским) оледенением.
Современные (голоценовые) отложения представлены в Подмосковье аллювиальными (песками, супесями, суглинками), болотными (торфяники мощностью до 5 м) и делювиально-овражными (суглинки) осадочными отложениями. Они широко распространены на всей территории столичного региона.