Геологическое строение и развитие Кольского полуострова

По особенностям строения, минеральному и гранулометрическому составу глинисто-песчанистая и глинисто-дресвянистая кора выветривания относится к гидрослюдистому типу. Вероятный возраст ее образования - миоцен-раннеплиоценовый.

Во внутренних районах Кольского п-ова, в особенности в восточной его части, развиты площадные элювиальные образования, сформированные за счет физического выветривания кристаллических пород. Они залегают на поверхности, образуя довольно обширные поля на склонах и вершинах возвышенностей, либо уходят под морену и другие типы четвертичных отложений. Мощность элювия обычно 0,5-3,0 м. Форма и размер обломочного материала элювиальных образований в общем случае зависит от денудационной устойчивости, структурно-текстурных особенностей и степени раздробленности коренных пород. Массивные породы кислого, основного и ультраосновного состава образуют, как правило, крупные изометричные обломки; эффузивные породы и их метаморфизованные производные - плитчатые: гнейсы, гнейсо-сланцы и сланцы - дресву с песком. Некоторые разности щелочных и микроклиновых гранатов, пироксенитов, оливинитов и других пород разрушаются путем разрыхления с поверхности с высвобождением минеральных зерен. При этом образуется мелкообломочная дресва и грубозернистый песок, а разрушающиеся блоки приобретают округлые очертания. По направлению к Баренцеву морю количество крупнообломочного элювия убывает. Содержание мега-, мезо- и микрокласта в элювии непостоянно. В целом на денудационно менее устойчивых породах содержание песчаных классов возрастает, а на отдельных разновидностях гнейсов беломорский серии и сланцах имандра-варзугской структуры они составляют до 40%. Содержание глинистой фракции обычно не более 1-3%.

Возраст крупнообломочного элювия покровного типа принято считать послеледниковым. Имеется лишь незначительные предположение о микулинском возрасте элювиальных образований в восточной части Кольского п-ова. К сожалению, эти выводы не базируются на фактическом материале, а имеющиеся конкретные данные не дают основание считать, что процессы физического выветривания в голоцене протекали интенсивно.

Ряд проведенных мероприятий по изучению минерального состава глинистой фракции покровных элювиальных образований Кольского п-ова, показал, что по степени зрелости (отношение устойчивых и неустойчивых компонентов) они занимают промежуточное положение между гидрослюдистой корой выветривания неогенового возраста и голоценовыми отложениями. Формирование покровных обломочных элювиальных образований, широко развитых во внутренних районах полуострова, охватывает большой возрастной интервал - от неогена до голоцена включительно.[3]

Таким образом, по глубине гипергенной переработки коренных пород на Кольском п-ове выделяются три типа продуктов выветривания: глинистые, глинисто-песчанистые и песчанисто-щебнисто-глыбовые, соответствующие, по нашему мнению, трем климато-тектоническим эпохам - палеогеновой, неогеновой и плейстоценовой. Наиболее детально пока изучены отложения первых двух этапов. Плейстоценовые продукты выветривания изучены значительно хуже.

В пределах северо-восточной части Балтийского щита выделяются две литолого-генетические группы: а) делювиально-пролювиальные образования, пространственно и по составу связанные с корами выветривания, и б) пестрая гамма отложений разного генезиса и возраста, элювиальная основа которых потеряна.

Делювиально-пролювиальные образования, сформированные за счет переотложения кор выветривания, вскрыты буровыми скважинами на Прихибинской равнине и на северном подножье Ловозерских тундр, где они залегают на корах выветривания и на породах докембрия. По составу - это пестроцветные глинисто-песчанистые, глинисто-дресвянистые образования, трудно отличимые по керну буровых скважин от остаточной коры выветривания. О переотложенном характере гипергенного материала свидетельствуют следующие признаки: а) наличие текстур, свойственных осадочным породам; б) закономерное увеличение вниз по разрезу содержания глинистой фракции (некоторые разрезы делювия представляют собой как бы перевернутые профили остаточной коры выветривания - наиболее зрелые продукты выветривания располагаются в основании толщи); в) присутствие эрратических минералов. Вблизи северных подножий Ловозерских тундр продукты переотложения коры выветривания представлены двумя типами: каолинитовыми и каолинит-гидрослюдистыми дресвянистыми глинами. Их мощность достигает 30 м. В верхней части каолиновых глин наряду с четвертичными видами встречаются пыльца и водоросли нижнего и среднего карбон. На Прихибинской равнине мощные толщи делювиальных отложений, образованных за счет переотложения коры сланцев имандра-варзугской серии, тяготеют в основном к карстовым формам. Одна из таких форм, сформированная на контакте карбонатных пород и черных сланцев томингской толщи, прослежена бурением более чем на 3 км, ее глубина превышает 60 м, ширина 150-200 м. В основании разреза отложений, заполняющих карстовую форму, располагаются желтые глинистые пески, выше которых залегают каолинит-гидрослюдистые глины желтого и бурого цвета с подчиненными прослоями малиновых, красных и белых глин. Северная часть полости выполнена черными и серыми глинами, образованными за счет переотложения коры выветривания углеродистых сланцев. В переотложенной коре выветривания Прихибинской равнины встречается пыльца неоген-раннечетвертичного возраста.

Во внутренних частях Кольского п-ова в парагенезисе с крупнообломочным элювием развиты элювиально-делювиальные песчанисто-щебнисто-глыбовые образования. Как правило, они залегают на поверхности, но нередко встречаются и под мореной. Состав слагающего их материала соответствует подстилающим породам. Однако в некоторых случаях на элювиально-делювиальных отложениях можно наблюдать редкие эрратические валуны, что свидетельствует о возможном перекрытии их льдами в одну из ледниковых эпох. Имеющиеся материалы свидетельствуют, что все крупные литолого-генетические типы кайнозойских элювиальных образований на Кольском п-ове сопровождаются шлейфами переотложенных продуктов выветривания ближнего сноса, отвечающих начальным стадиям континентального седиментогенеза.

Основную часть разреза позднекайнозойской толщи слагают разновозрастные отложения озерного, морского, речного, ледникового и эолового генезиса.

В северной половине Кольского п-ова выделено не менее трех моренных слоев, соответствующие московскому, ранне- и поздневалдайскому оледенениям. Московская морена содержит местами микрофауну и плохо сохранившиеся обломки фауны. Состав морен последнего оледенения так же, как и предыдущих, в большой степени зависит от подстилающих коренных пород и коры выветривания. Морские отложения микулинского межледниковья прослеживаются до высоты 170-210 м, а в местах неотектонических поднятий - до 250 м. Средневалдайские морские отложения не поднимаются выше 150-170 м, мощность их обычно составляет первые метры. Морские голоценовые отложения прослеживаются во внутренние части Кольского п-ова по речным долинам и картируются по их бортам до высоты 130-140 м.

Фактический материал по строению и составу рыхлых образований северо-восточной окраины Балтийского щита позволяет в следующем виде представить картину геологического развития региона в кайнозое. В раннем и среднем палеогене на Кольском п-ове существовал климат, благоприятный для формирования каолиновой коры выветривания. По мере ее образования продукты выветривания подвергались размыву и переотложению, достигших особенно больших масштабов в олигоцене, вследствие усиления тектонической активности Балтийского щита. Глинистый каолинитовый материал сносился в основном на шельф Баренцева моря. Формирование второго типа коры выветривания - гидрослюдистого - протекало в умеренно-теплом климате миоцена и раннего плиоцена. Основным содержанием гипергенного процесса являлась гидратация и лишь частичное разложение наименее устойчивых минералов. Существенный размыв гидрослюдистой коры выветривания происходил в конце неогена и в начале плейстоцена. Кольский п-ов в это время, судя по наличию переуглубленных участков речных долин Мурманского берега, располагался не менее чем на 100 м выше современного, а береговая линия находилась на шельфе. В конце плиоцена и с перерывами в течение плейстоцена формировался слой обломочного элювия, который наряду с гидрослюдистой корой выветривания служил материалом для четвертичных отложений.[

В плейстоцене отдельные части территории не менее чем трижды покрывались малоактивными полупокровными ледниками, не проводившими сколько-нибудь заметной экзарационной деятельности. Имеются данные, указывающие на южное направление переноса обломочного материала в ранее этапы плейстоцена. В домосковское время территория погружалась под уровень моря не менее чем на 300 м. Московское похолодание протекало, по-видимому, в субаквальных условиях, о чем свидетельствуют бассейновые фации московской морены. В микулинское время Кольский п-ов заливался водами бореальной трансгрессии до высоты 170-210 м, а местами до 250 м и представлял собой островной архипелаг. В средневалдайское и голоценовое время море не достигало столь высоких отметок. Морены Кольского п-ова при всей кажущейся пестроте обнаруживают большую связь с корами выветривания и являются по существу продуктами их переотложения и перемыва. [14]

3. Современные геологические процессы

Кольский п-ов является северо-восточной окраиной Балтийского щита - одного из крупнейших докембрийских образований в Евразии. Проблемы геодинамики раннего докембрия относятся в числу дискуссионных и основные пути их решения лежат в получении нового фактического материала по глубинному строению архейских комплексов. В развитии современной структуры полуострова, начиная с позднего докембрия и до наших времен, отмечается тектонический фактор. На фоне воздыманий в новейшее время Кольского п-ова, обусловленного тектоническим сжатием, отмечается опускание рифтогенных впадин Баренцева и Белого морей. К линиям максимальных градиентов гравитационного поля приурочены региональные тектонические нарушения.

Центральная часть Кольского п-ова осложнена Печенега-Имандра-Варзугским коллизионным швом. На Кольском п-ове в результате замеров тектонической напряженности кристаллического основания в гранитном слое земной коры были выявлены вертикальные и горизонтальные напряжения. Высокие горизонтальные напряжения фиксируются в кристаллических породах на небольшой глубине. Горизонтальные тектонические напряжения на глубинах 100-200 м в 10-20 и даже в 50 раз превышают вертикальное напряжение. Этим объясняется широкое развитие в неотектонически активных регионах приповерхностных сколовых смещений. Наибольшие величины горизонтальных напряжений сосредоточены на глубинах до 500 м и существенно уменьшаются с глубиной при одновременном увеличении вертикального напряжения. Наибольшие тектонические напряжения приурочены к зонам крупных неотектонических разрывных структур сбвигового и взбросо-надвигового типа.

Подтверждением сложности неотектонических движений является изобилие разрывных нарушений - взбросов, сбросов и сдвигов, выявленных при карьерно-добычных и буровых работах на рудных и нерудных месторождениях Кольского п-ова.

На Кольском п-ове наиболее активный подъем отмечается в северной части побережья и прилегающих островов. Суммарная средняя скорость поднятия земной коры вдоль северного берега Кольского п-ова в течение плейстоцена от 1 до 6 мм/год в голоцене. От северо-западного берега п-ова, где скорость поднятия 0,8 - 2,0 мм/год, Баренцево море ежегодно отступает на 5-13 мм.

В центральной части Кольского п-ова на фоне аномального «вздутия» отмечаются контрастные блоковые движения. В южной части п-ова и на прилегающих островах Белого моря скорость поднятия берега составляет от 3,1 до 4,5 мм/год. В настоящее врем на фоне подъема Балтийского щита, отмечается слабое погружение юго-восточного побережья Кольского п-ова, а также восточного склона Балтийского щита и некоторых его центральных частей.

Зоны наиболее интенсивных дифференцированных подвижек в современное время проявляются через землетрясения. Наибольшие сгущения эпицентров землетрясений отмечаются в западной и центральной частях полуострова. Они приурочены к зонам « живых» разломов северо-западного и субширотного простираний. Отмечается значительное число слабых местных землетрясений ( не более 3 - 6 баллов с глубиной очага 3-5 км), зарегистрированных сейсмической станцией «Апатиты». В южной части Хибинского массива отмечена повышенная сейсмоактивность в 1970-е гг., особенно после землетрясения с магнитудой более 5, произошедшего 30 сентября 1974г. вблизи Мурманска.

Землетрясения имели место в недавнем геологическом и историческом прошлом. В четвертичный период покровные ледники неоднократно полностью или частично занимали территорию региона. При разрастании ледникового покрова земная кора под нагрузкой льда прогибалась, при таянии ледника и после него имело место гляциоизостатическое поднятие. При этом возникали напряжения, которые и приводили к землетрясениям. О вероятном следе одного из древних землетрясений уже сообщалось. Следы сейсмических событий, которые происходили в период таяния последнего ледникового покрова и после него, проявлены в рельефе и четвертичных отложениях.

Напряжения в земной коре возникали не только в связи с оледенениями, но и вследствие перемещения отдельных фрагментов литосферной плиты. Конкретные сведения по таким перемещениям блоков в четвертичное время имеются лишь по последним 10-12 тыс. лет, то есть по заключительному периоду деградации поздневалдайского оледенения и послеледниковью. Геологические и геоморфологические данные говорят о том, что Ловозерские и Хибинские тундры поднимаются в послеледниковое время. Образование Колвицкого и углубление Кандалакшского грабенов произошло из-за противоположной направленности вращения Кольского и Карельского массивов. Согласно альтернативной «модели трансформных разломов и вращения блоков», этот процесс сопровождался сильными и катастрофическими землетрясениями. На побережье Кандалакшского залива обнаружены палеосейсмические деформации (рисунок 6).

Рисунок 6 - Сейсмотектонический ров в гранулитах, отроги Лувенгских тундр, северное побережье Кандалакшского залива

Наиболее сильные современные землетрясения и палеосейсмодеформации тяготеют к западной части залива (рисунок 7).

Рисунок 7 - Эпицентры землетрясений и палеосейсмодеформаций

1 - эпицентры (1542-2010 гг.) с магнитудами 0.9-6.5: а - исторические, б - инструментальные; размер значка пропорционален магнитуде; 2 - палеосейсмодеформации, 3 - изобазы гляциоизостатического поднятия.

Существенное значение для прибрежных экономически освоенных территорий и других, которые предполагается осваивать, имеет надежное определение скорости поднятия. В этом отношении интерес представляют графики перемещения береговой линии Баренцева моря за последние 10 тыс. лет.

Установлено, что скорость поднятия побережья Мурмана убывает во времени. Тем не менее, гляциоизостатическое поднятие продолжается , и его надо учитывать при возведении прибрежных сооружений. В горных областях большую опасность представляют снежные лавины и сели. Прежде всего речь идёт о Хибинском, в меньшей степени Ловозёрском горных массивах. В Хибинах снежные лавины унесли жизни нескольких сотен людей.

Фотография одной из лавин приведена на рисунке 8.

Рисунок 8 - Снежная лавина в Хибинах

Эти горные районы характеризуются активной деятельностью водоснежных потоков, называемых в литературе снежными селями, селями весеннего снеготаяния или сверхмокрыми лавинами. Следы воздействия одного из таких селей на хозяйственное сооружение показаны на рисунке 9.

Рисунок 9 - Фидерная подстанция, разрушенная водоснежным потоком в долине р. Гакмана в мае 1995 г.

Перемещения водоснежных потоков на горных склонах оставляют чёткие следы - деревья и кустарники на путях их следования прижаты к склону. Места проявления снежных лавин и водоснежных потоков установлены (рисунки 10, 11). В их пределах не должны располагаться сооружения, а также прокладываться туристические маршруты в период таяния снежного покрова.

Рисунок 9 (слева) - Типичные селевые отложения в долине р. Куньйок, Хибины. Рисунок 10 (справа) - Небольшой сель в долине р. Куньйок сошёл 29 июля 2003 г.

Задачи включают в себя не только выделение районов предполагаемых катастроф. Они решаются составлением карт рационального природопользования. В их основу должны быть положены результаты многолетных геолого-съёмочных, разведочных и научно-исследовательских работ, выполненных коллективами специалистов разного профиля. Первый опытный экземпляр такой кар- ты уже имеется.

Она составлена под руководством автора по заданию администрации Апатитского р-на Мурманской обл. При её создании использованы, прежде всего, данные о распространении различных типов четвертичных отложений, строении разреза рыхлого покрова, грунтовых водах и катастрофических природных явлениях.

Рекомендуется не вовлекать в сферу хозяйственной деятельности площади распространения месторождений твердых полезных ископаемых игорных пород, перспективных для их обнаружения, соответственно, до завершения поисковых и поисково-разведочных работ.

Такой подход по всему региону позволит избежать ошибки, допущенной в Ковдорском р-не Мурманской обл., где жилые дома и производственные сооружения построены на северной части железорудного месторождения. При этом обогатительная фабрика и другие здания оказались на борту карьера (рисунок 12).

Рисунок 12 - Фрагмент панорамы Ковдорского карьера

Большое экологическое значение имеют подземные воды. Они содержатся в четвертичных отложениях и верхней части трещиноватой зоны кристаллических пород. Воды повсеместно залегают на небольшой глубине и, как правило, не защищены от проникновения в них загрязняющих веществ из-за отсутствия водоупора в верхней части вмещающих рыхлых толщ. На всей территории региона следует развивать только экологически чистые производства и проводить на высоком агротехническом уровне сельскохозяйственные работы, уделяя особое внимание охране участков вблизи водозаборов.

На картах необходимо выделять сейсмоопасные участки и зоны. Изучение следов древних, исторических и современных землетрясений позволит выяснить периодичность сильных землетрясений. К сожалению, сегодня этим занимается слишком мало специалистов.

Представляется совершенно необходимым продолжить геоэкологические исследования в регионе и провести картирование в новых районах промышленного освоения, прежде всего, в западной части прибрежной полосы Мурманска.[12]

Заключение

Геологическое строение Кольского п-ова, как и всего Балтийского щита, и его металлогения определяются докембрийскими складчатыми структурами северо-западного простирания и, в некоторой степени, мозаично-блоковой грабен-горстовой структурой активизированной области, возникшей под влиянием движений в каледонской и герцинской геосинклиналях.

Геологическое развитие Кольского п-ова определяется значительным распространением пород докембрия, представленных в основном верхнеархейскими, нижнепротерозойскими и верхнепалеозойскими отложениями в структурном разрезе. В меньшей степени представлены кайнозойские отложения, вообще же отсутствуют следы мезозойской складчатости на территории Кольского п-ова.

Территория Кольского п-ова не раз подвергалась оледенениям. Это определило распространение на территории полуострова ледниковых четвертичных отложений в различных вариациях: водно-ледниковые, моренные, флювиогляциальные.

При изучении геологического строения Кольского п-ова рассматривалось отдельно строение осадочного чехла, представленного маломощными отложениями в пределах самого п-ова и Балтийского щита в целом. Отдельно также рассматривалось строение фундамента, в котором выделяются три различные структуры.

Особое место в изучении данной темы играют данные, предоставленные учеными, которые занимались непосредственно исследованиями в пределах Кольской сверхглубокой скважины. Эти материалы являются уникальными: применяемые методы позволили определить геологический разрез Кольской СК-3. К сожалению, сейчас данная скважина не эксплуатируется. Планируемая глубина в 15000 м не была достигнута, что было связано в техническими трудностями в бурении.

В настоящее время Кольский п-ов является не только местом добычи полезных ископаемых, но и местом изучения ученых и исследователей университета Мурманска и близ расположенных городов. Изучению подлежат современные геологические процессы, протекающие на территории полуострова. На основе данных пишутся статьи, диссертации.

Список использованных источников

Апухтин Н.И. Палеогеография восточной части Кольского п-ова в верхнем плейстоцене / Н.И. Апухтин, Л.И. Ткаченко, С.Ф. Клюнин // Стратиграфия и палеогеография четвертичного периода Севера европейской части СССР, Петрозаводск, 1977 г.: 1 ч. / Карельский филиал АН СССР: В.Л. Варокин - Петрозаводск, 1977. - Ч.1. - С. 56-59.

Богоявленская, О. В. Геология СССР : учебник для вузов / О. В. Богоявленская, В. Н. Пучков, М. В. Федоров. - М. : Недра, 1991. - 240 с.

Вакорин, В.Л. Плейстоценовые отложения северо-востока Кольского п-ова / В.Л. Вакорин, И.А. Купцова, М.С. Маслова // Стратиграфия и палеогеография четвертичного периода Севера европейской части СССР, Петрозаводск, 1977 г.: 1 ч. / Карельский филиал АН СССР: В.Л. Варокин - Петрозаводск, 1977. - Ч.1. - С. 22-25.

Введенская, А.Я. Современная геодинамика, битуминозность и газоносность Кольского п-ова / А.Я. Введенская, А.К. Дертев // Нефтегазовая геология: теория и практика, Мурманск, 26-28 апреля 2007 г.: 1 часть / Мурманск, 2007. - Ч. 1. - С. 25-39.

Восточно-Европейская платформа [Электронный ресурс]. - 2016. - Режим доступа: http://egfak.narod.ru/eastplat.htm. - Дата доступа: 17.03.2016.

Все о геологии [ Электронный ресурс]. - 2016. - Режим доступа: http://geo.web.ru/db/msg.html?mid=1178977&uri=part02.html. - Дата доступа: 18.03.2016.

Геология и геохимия метаморфических комплексов раннего докембрия Кольского п-ова / А.П. Белолипецкий [ и др.]; под общ.ред. А.П. Белолипецкого. - Ленинград: Наука, 1980. - 243 с.

Геология и глубинное строение восточной части Балтийского щита / А.А. Шимова [ и др.]; под общ. ред. А.А. Шимовой. - Ленинград: Наука, 1968. - 194 с.

Государственная геологическая карта Российской Федерации / Геологический институт им. А.П. Карпинского; редкол.: Б.Г. Лопатин [ и др.]. - С-П.: Картографическая фабрика ВСЕГЕИ, 2008. - 267 с.

Евзеров В.Я. Размещение месторождений песка, песчаногравийных смесей и легкоплавких глин Кольского региона в связи с дегляциацией / В.Я. Евзеров // География СССР. - 1998. - № 3. - С. 17-21.

Евзеров Е.Я. Отражение вариаций климата и тектоники в составе и строении рыхлого покрова северо-восточной части Балтийского щита / Е.Я. Евзеров // Известия РАН. Серия географическая. - 2009. - № 6. - С. 90-99.

Евзеров, В.Я. О необходимости геоэкологических исследований в Кольском регионе / В.Я. Евзеров // Тиетта: научно-популярный журнал. - 2015. - № 4 (34). - С. 11-14.

Из недр Земли [Электронный ресурс]. - 2016. - Режим доступа: http://iznedr.ru/books/item/f00/s00/z0000012/st015.shtml. - Дата доступа: 21.03.2016.

Киселев И.И. Строение и условия формирования кайнозойских образований юго-западного обрамления Баренцева моря / И.И. Киселев // Советская Арктика. - 1989. - № 5. - С. 27-34.

Кольская сверхглубокая: исследование глубинного строения континентальной коры с помощью бурения Кольской сверхглубокой скважины / Е.А. Козловский [ и др.]; под общ. ред. Е.А. Козловского. - Москва: Недра, 1984. - 492 с.

Кузнецов, С. С. Геология СССР: учеб. пособие для геолог. спец. вузов / С. С. Кузнецов. - М. : высш. шк., 1968. - 439 с.

Левитес, Я. М. Общая геология с основами исторической геологии и геологии СССР : учебник для геофизических и гидрогеологических специальностей техникумов / Я. М. Левитес. - Москва : Недра, 1986. - 335 с.

Основы региональной геологии СССР : учеб. по спец. "Геология и разведка месторождений полезных ископаемых" / В. М. Цейслер [и др.]. - М. : Недра, 1984. - 358 с. : ил.

Пархоменко С.В. Морские отложения Балтийского щита / С.В. Пархоменко // Ледяная земля. - 2011. - № 8. - С. 54-57.

Смирнова, М. Н. Основы геологии СССР : учебник для студентов горн. и нефт. специальностей вузов / М. Н. Смирнова. - 3-е изд., перераб. и доп. - М. : Высшая школа, 1984. - 384 с.

Чувардинский В.Г. К методике валунных поисков медно-никелевых руд на Кольском полуострове / В.Г. Чувардинский // Природа и хозяйство Севера. - 1987. - Выпуск № 15. - С. 12-17.

Чувардинский, В.Г. О ледниковой теории / В.Г. Чувардинский. - Апатиты, 1998. - 302 с.

Энциклопедия научной библиотеки [Электронный ресурс]. - 2016. - Режим доступа: http://enc.sci-lib.com/article0012896.html. - Дата доступа: 22.03.2016.

Размещено на Allbest.ru