На основе результатов геологической съемки, картировочного бурения и лабораторных исследований предложена новая сводная стратиграфическая колонка плиоцен-четвертичных отложений района. Установлена крупная цикличность осадконакопления, обусловленная чередованием трансгрессий и регрессий Полярного бассейна. Выделены и охарактеризованы три осадочные серии, расчлененные на 12 свит.

В результате крупно- и среднемасштабной геологической съемки в последние годы получены принципиально новые данные по стратиграфии неоген-антропогеновых отложений приморских низменностей Архангельской области (рис. 1), не укладывающиеся в действующие здесь легенды Тихвинско-Онежской и Мезенской серий листов геологической карты, утвержденные НРС ВСЕГЕИ. Большинство горизонтов, выделенных в региональных стратиграфических схемах указанных отложений, не имеют стратотипов. Отсутствуют также достаточно обоснованные местные стратиграфические схемы верхнего кайнозоя, и при картировании формально используются отмеченные легенды. Это делает невозможным объективное решение таких задач, как крупномасштабная геологическая съемка, расшифровка сейсмостратиграфических материалов по акватории прилегающих морей и увязка их со стратиграфическими схемами прибрежных районов. Неразработанность вопросов строения верхнего кайнозоя в целом не позволяет также проводить достоверные межрегиональные корреляции и эффективные поиски месторождений полезных ископаемых (главным образом стройматериалов и россыпных минералов) на побережье и в прибрежной зоне Баренцева и Белого морей.

Главной характерной особенностью разреза неогена-антропогена территории является его ритмическое строение, отражающее особенности новейшего тектонического процесса. Поэтому нами при изучении этих отложений выделялись сопоставимые естественные осадочные ритмы, в которых, с учетом их строения и полноты, намечались слои, отвечающие трансгрессивной (максимума трансгрессии) и регрессивной фазам развития бассейнов седиментации. Затем по комплексу литологических и палеонтологических признаков коррелировались осадки, соответствующие определенным ритмам. Подобные корреляции возможны для разнофациальных толщ, что является их несомненным преимуществом перед другими методами сопоставлений. Одно из важнейших условий применения такого стратифицирования - наличие крупных геологических рубежей, фиксируемых в разрезах и отражающих этапы развития территории. В разрезах эти рубежи отмечаются размывами или резкой сменой условий седиментации, связанными с определенными фазами неотектогенеза.

Составленные на таких принципах местные стратиграфические схемы и соответственно легенды и карты, могут дополняться новым фактическим материалом, характеризующим выделенные тела, и уточняться в отношении возраста стратонов, генезиса слагающих их отложений, не изменяясь в своей основе.

Путем сопоставления серии частных разрезов (рис. 2) составлен сводный геологический разрез неоген-антропогеновых отложений (рис. 3), учитывающий выявленные закономерности последовательности напластования. Затем выбирались наиболее полные частные разрезы каждого из стратиграфических подразделений, являющиеся для последних стратотипическими. На результатах детального комплексного анализа стратотипов основана рассматриваемая ниже схема стратиграфии верхнего кайнозоя (рис. 4), отражающая реально существующие геологические тела - свиты.

Миоценовый и плиоценовый отделы нерасчлененные.

Элювиальные образования - кора выветривания - распространены почти на всей исследованной территории. Они представлены песчано-алеврито-глинистыми образованиями красноватых, буроватых и желтоватых тонов с включениями обломочного материала подстилающих коренных пород. Количество и крупность включений увеличиваются книзу с уменьшением при этом содержания мелкозема, вплоть до постепенного перехода элювия в крепкие массивные трещиноватые породы. Мощность элювия зависит от литологического состава подстилающих пород и изменяется от первых метров до нескольких десятков метров; максимальная - наблюдается в тектонически ослабленных зонах с наиболее интенсивными процессами дезинтеграции пород. Подобные образования относятся к типу слабо развитой, неглубоко выщелоченной коры выветривания глинисто-дресвяного подтипа, или к гидрослюдистой щебнисто-дресвяной коре выветривания [Афанасьев, 1977; Киселев, 1975; 1976]. Ее широкое развитие, наряду с другими данными, позволяет считать рассматриваемый район не подвергавшимся воздействию мощных покровных ледников и перспективным на обнаружение залежей переотложенных продуктов выветривания, обогащенных полезными компонентами в промышленных масштабах.

Стратиграфическое положение элювиальных образований определяется перекрытием их фаунистически охарактеризованной верхнеплиоценовой пинежской серией, а также по сопоставлению (по составу коры) с последней эпохой корообразования на близлежащих территориях Кольского п-ова и Урала [Афанасьев, 1977; Киселев, 1975].

Плиоценовый отдел.

Пинежская серия. Она объединяет осадки двух крупных циклов осадконакопления - верхнеплиоценовый и эоплейстоценовый.

Верхний плиоцен.

Бобровская свита аллювиальных и озерных отложений залегает в наиболее пониженных элементах донеогенового рельефа - абсолютные отметки ее подошвы достигают минус 100 м и более. Они характерны для Северо-Двинской впадины, где вскрыты в погребенных древних речных долинах. Вверх по разрезу аллювий постепенно сменяется озерными осадками песчано-алевритового и песчаного состава, более широкого распространения по площади. Накопление бобровской свиты было обусловлено плиоценовой колвинской ингрессией Полярного бассейна. Толща аллювиальных и озерных отложений имеет суммарную мощность 30- 50 м . Свита названа по ст. Боброво на левобережье Сев. Двины в районе г. Архангельска, - где она вскрыта скв. 133 в переуглубленной долине (см. рис. 1).

Сафоновская свита морских и гляциоморских отложений залегает в пониженных частях древнего рельефа на неогеновой коре выветривания или на бобровской свите, а в местах их отсутствия - на разновозрастных донеогеновых породах (см. рис. 2, 3). Мощность ее изменяется от первых метров до 30 м . В опорном разрезе по скв. 502 (рис. 5) она представлена переслаиванием преимущественно песчаных и глинистых слоев. Материалы по гранулометрическому составу осадков в совокупности с данными по ионно-солевому составу водорастворимых солей и результатами микрофаунистических исследований свидетельствуют о морском генезисе свиты. Обогащенность отдельных слоев включениями крупнообломочного материала указывает на участие в осадконакоплении ледового фактора. Эти отложения относятся к первой плиоценовой трансгрессии Арктического бассейна, сформировавшей мощную толщу осадков в Тимано-Печорском регионе (колвинскую свиту [Бердовская, 1971]), сопоставляемую В.Л. Яхимович [1984] с нижней частью акчагыла. На территории исследований эти осадки выделены О.В. Суздальским [1976] в сафоновский горизонт в разрезе скв. Сафоновская (см. рис. 1).

В полных разрезах свита имеет трехчленное строение - пачка диамиктона перекрыта пачкой песков, в кровле вновь залегает пачка диамиктона. В большинстве случаев свита перекрыта слоем аллювиально-делювиальных и пролювиальных отложений красновато-буроватых тонов, а также перлювием. Последний образован за счет денудации и выноса в пределы шельфа вышележащих отложений пинежской серии во время субаэрального перерыва на границе неогена и плейстоцена и является перспективным объектом для поисков россыпных минералов. В бассейне Северной Двины сафоновская свита выделялась как морена среднечетвертичного (московского) оледенения.

Эоплейстоцен.

Следующей единицей сводного разреза является мощная толща, представляющая собой крупный осадочный цикл, сложенный пилицкой, курмышской, чуласской, ежугской и марьегорской свитами. Эти отложения распространены на значительной части исследованной площади, слагая высокие междуречья с абсолютными отметками от 220-250 до 110- 130 м . Важной в историко-геологическом отношении чертой является ярусность слагаемого этими осадками рельефа. С помощью статистического анализа распределения абсолютных высот территории по методике И.В. Рейнина и Б.И. Кима [1982] нами выявлены поверхности, приуроченные к следующим диапазонам высот: 132-154, 176-180, 204-212, 222-226, 230-236 и 241- 244 м . Они разделены абразионно-денудационными уступами, образуя в совокупности ступенчатую денудационно-аккумулятивную равнину. Эти полигенетические поверхности выравнивания, или ярусы, осложнены многочисленными озерными котловинами, речными долинами и овражно-балочной сетью, развитие которых имеет прогрессирующий характер. Колебания высот одновозрастных поверхностей предопределены главным образом новейшими тектоническими движениями, которые развивались в соответствии с древним структурным планом территории. Максимальные мощности рассматриваемых отложений приурочены к современным водоразделам. В областях развития более молодых (четвертичных) образований до абсолютных отметок 120- 130 м осадки сохранились мало, зачастую в виде маломощных (первые метры) фрагментов, перекрытых слоем перлювия, описанного выше.

Пилицкая свита представлена аллювиальными и гляцио-морскими осадками. Аллювиальные отложения, вскрытые скв. 515, представлены галечниками, перекрытыми песками с включениями гравийно-галечного материала. В верхней части разреза мелкозернистые пески переслаиваются с прослоями алеврита и торфа. Вскрытая мощность аллювия 10,8 м .

Гляцио-морские осадки изучены в стратотипическом разрезе, вскрытом скв. 518 (см. рис. 1). Здесь они представлены переслаивающимися серыми, темно-серыми, до черных, и белесыми глинами, алевритами и диамиктонами с маломощными прослоями песков.

Плейстоцен.

Пезская серия объединяет мощную толщу осадков, формирование которых происходило в течение третьего цикла, следовавшего за длительным денудационным перерывом (см. рис. 4). В сводном разрезе серии выделено пять свит: дикозерская, нерьюгская, цемская, вирюгская и лофтурская, каждая из которых соответствует самостоятельной фазе колебаний уровня моря. Эти отложения заполняют понижения палеорельефа, выработанные в предшествовавший субаэральный период развития территории, а лофтурская свита является рельефообразующей до абсолютных отметок 100- 130 м (см. рис. 3). Подошва серии фиксируется слоем перлювия красновато-буроватых оттенков, образованного за счет денудации пинежской серии.

Нижнее-среднее звено. Дикозерская свита (стратотипический разрез по скв. 502, см . рис. 5) - коричневые горизонтально-слоистые глины, тонкие, хорошо отсортированные, постепенно переходящие в зеленовато-серые с прослоями диамиктона и единичными зернами гравия и гальки. Наиболее низкие абсолютные отметки подошвы свиты характерны для Северо-Двинской впадины и северо-востока территории (до -40 -70 м ). В краевых частях древнего бассейна дикозерская свита представлена преимущественно тонко-мелкозернистыми алеврито-глинистыми песками. Мощность свиты до 20 м . По всему разрезу ее встречаются раковины моллюсков и характерны наиболее богатые, по сравнению со всем плиоцен-антропогеновым разрезом, комплексы фораминифер; присутствуют также многочисленные разложившиеся растительные остатки.

Нерьюгская свита объединяет осадки переходной зоны от первого ко второму ритмам третьего цикла осадконакопления (см. рис. 4). Во всех типах разрезов она четко выделяется по изменению структуры осадков, характеризующей возрастание гидродинамической активности и регрессию бассейна седиментации. В качестве стратотипа принят разрез по скв. 501, где свита представлена светло-серым мелкозернистым песком (см. рис. 1, 2). Мощность свиты 4- 8 м .

Цемская свита объединяет осадки второго ритма трансгрессии, тесно связанные с осадками дикозерской и нерьюгской свит единством бассейна седиментации. Абсолютные отметки кровли осадков не превышают 58- 60 м . Многочисленные естественные обнажения верхней части свиты имеются в береговых обрывах р. Пёзы, низовьев Мезени и Сев. Двины. В стратотипическом разрезе (скв. 507, см . рис. 1, 2) она представлена серыми алеврито-глинистыми песками и диамиктоном с включениями гравийно-галечного материала. Гранулометрический состав хорошо отражает смену режимов осадконакопления, что позволяет выделить в разрезе слои, отвечающие трансгрессивной, максимума трансгрессии и регрессивной фазам. По всему разрезу встречаются раковины моллюсков, по одной из которых (в кровле свиты) получена уран-иониевая датировка в 141 тыс. лет (анализ выполнил доктор Герхард Линке, г. Гамбург, Геологическая Служба ФРГ).

Дикозерская, нерьюгская и цемская свиты являются осадками единой долговременной трансгрессии, разделенной небольшой регрессивной фазой, чем объясняется тесная связь их вещественного состава и захороненных в них легкорастворимых солей и палеонтологических остатков. В то же время каждой из свит присущи определенные отличительные особенности, в совокупности, позволяющие легко идентифицировать их в разрезах.

Микропалеонтологические исследования выявили (О.Ф. Барановская, г. Ленинград, ВНИИОкеангеология) наличие фораминифер хорошей сохранности во всех трех свитах.

В комплексе дикозерской свиты определено 97 видов фораминифер,  количественный максимум в содержании особей в образцах ( 100 г сухой навески) достигает 4990 экземпляров. Обычно доминируют следующие виды: Buccella hannai   arctica (Volochinova), В. Troitzkyi Gudina, Astrononion gallowayi Loeblich et Tappan, Nonionellina labradorica (Dow.), Melonis zaandamae (Voorth.), Retroelphidium ex. gr. hyalinum Brodniewich, R. atlanticum Gud., R. hyalinum Brod., Haynesina orbicularis (Brady), Cribroelphidium goesi (Stschedrina), C. granaitum Gud., Elphidiella tumida Gudina, Stainforthia loeblichi (Feyl.-H.), Cassidulina reniforme Norv., Islandiella helenae Feyl.-H. et Buzas.

В стратотипическом разрезе нерьюгской свиты (скв. 501) комплекс фораминифер  представлен 23 видами с общим количеством экземпляров в отдельной пробе до 1000 (определения О.П. Брынова, Архангельское ПГО). Ввиду промежуточного положения в разрезе, между дикозерской и цемской свитами, в нерьюгской присутствуют виды, характерные для обеих этих свит. Чаще других встречаются: Cibicides rotundatus   Stschedrina, Astrononion gallowayi Loeblich et Tappan, Nonionella auricula Heron-Allen et   Eazland, Retroelphidium atlanticum Gud., R. hyalinum Brod., Haynesina orbicularis (Brady).

В стратотипическом разрезе цемской свиты (скв. 507) выделен комплекс фораминифер, насчитывающий 46 видов с количеством индивидов до 400 экземпляров в пробе. В целом комплекс определяется как аркто-бореальный. Преобладают в нем следующие виды: Dentalina baggy Galloway et Wissler, Buccella Troitzkyi Gudina, B. frigida Cushm., Alabaminoides mitis Gudina, Cibicides rotundatus Stschedrina, Astrononion gallowayi Loeblich et Tappan, Cribrononion incetus Williamson, Haynesina orbicularis (Brady), Retroelphidium ex.gr. hyalinum Brodniewich, R. atlanticum Gud., R. boreale Nuzhina, Cribroelphidium goesi (Stschedrina), Elphidiella tumida Gudina. С учетом других разрезов всего в комплексе определено 52 вида (до 3000 экз. в образце).

В описанных свитах изучена фауна морских моллюсков, среди которых преобладают (определения В.С. Зархидзе и др.): Portlandia arctica Grey, Propeamussium   groenlandicum (Sow.), Portlandia lenticulina (Hoel.), Astarte crenata Grey, A. borealis Chemn., Macoma calcarea Chemn., Astarte elliptica Brown, Nucula tenuis ( Mont. ), Leda pernula   (Müll.), Musculus clausa Brod. et Sow., Mactra elliptica L., Mytilus edulis L., Cardium edule L., Balanus hameri Asc., Modiolus modiolus L., Neptunea despecta L., Astarte sulcata (Costa), Littorina litorea L., Polynices pallidus (Brod. et Sow.), Clynocardium ciliatum (Fabr.), Arctica islandica L.

В дикозерской свите обнаружен богатый комплекс диатомовых водорослей (определения Э.И. Лосевой, скв. 502): 110 морских видов 36 родов и 24 пресноводных вида 12 родов. Наибольшим видовым разнообразием отличаются роды Navicula (12 видов и разновидностей), Diploneis (11), Thalassiosira (10), Coscinodiscus и Nitzschia (по 7), Chactocerae (6). Наибольшее распространение по разрезу имеют Poralia sulcata (во всех пробах), Navicula distans (в 26 и 27), Hyalodiscus obsoletus (21), Thalassionema nitzschioides (20), Raphoneis surirella (17), Grammatophora oceanica (1).

Доминантами (с оценкой от 6 до «в массе») являются Poralia sulcata, Detonula confervacea, Thalassionema nitzschioides, Navicula distans, Podosira stelliger, Hyalodiscus obsoletus, H. scoticus. Наряду с широко распространенными в современных северных морях видами, здесь присутствуют вымершие формы Actinocyclus curvatulus, A. divisus.

По разрезу скв. 502 из дикозерской, нерьюгской и цемской свит выделено и изучено несколько спорово-пыльцевых комплексов (исследования Д.А. Дурягиной, г. Сыктывкар). Характерны следующие особенности спектров: присутствует пыльца сибирского кедра Pinus sibirica, ели sect. Omorica, сосны sect. Strobus; содержание пыльцы широколиственных пород достигает 6%, встречены споры Osmunda cinnamomea и О. claytoniana, а также зерна реликтов третичной флоры Tsuga, Carya, Pterocarya. Эти элементы растительности свидетельствуют о древности захороненных комплексов, что отвечает проведенной нами стратиграфической корреляции вмещающих их осадков (см. рис. 4).

В районе низовьев Сев. Двины отложения, выделяемые нами в качестве дикозерской, нерьюгской и цемской свит, большинством предыдущих исследователей относились к морским осадкам микулинского горизонта верхнего плейстоцена, что не подтверждается имеющимся фактическим материалом и подлежит пересмотру.

Вирюгская свита названа по р. Вирюга, в районе устья которой на р. Пёза имеются хорошие естественные обнажения этих осадков. Свита представлена отложениями регрессивной фазы, наступившей после цемской трансгрессии. Выдержанные условия залегания и преимущественно песчаный состав являются хорошими маркирующими признаками. Мощность свиты от 2-3 до 16- 20 м . Условия залегания, текстурные и литолого-геохимические особенности этих осадков, а также палеонтологические данные позволяют считать генезис вирюгских отложений морским и аллювиально-морским.

В результате микрофаунистических исследований (определения О.П. Брынова) в вирюгской свите выделен самостоятельный комплекс фораминифер, представленный 28 видами с количественным максимумом до 750 раковин на 100 г сухого образца. В целом комплекс аркто-бореальный и без сомнения указывает на морское осадконакопление. В некоторых изученных разрезах установлена фауна морских моллюсков (определения В.С. Зархидзе): Astarte sp. ind , Macoma baltica L., Macoma sp. (cf. calcarea), Astarte crebricostata Andr. et Forbs, Clinocardium sp. ind , Balanus sp., Arctica (Cyprina) islandica L., Hiatella (Saxicava) arctica L., Spisula elliptica (Brown.) и др. Вместе с тем, учитывая наличие в свите фаций сильно опресненных бассейнов, мы считаем возможным признать наличие в составе свиты и аллювиально-морских осадков.

Лофтурская свита распространена на значительной площади, слагая междуречные поверхности с абсолютными отметками от 130-100 до 80- 70 м (см. рис. 3,4). В стратотипическом разрезе (скв. 501, см . рис. 1,2) она представлена алеврито-глинистыми песками и диамиктоном с растительными остатками и включениями разложившейся органики, а также зерен гравия и гальки. Контакты в подошве свиты - от резких, трансгрессивных, до постепенных переходов, неясно выраженных. Средняя мощность 15- 20 м . В результате микропалеонтологических исследований (О.П. Брынов) в лофтурской свите выявлен комплекс фораминифер, представленный 50 видами: Astrononion gallowayi Loebl. et Tapp., Cibicides rotundatus Stsehedr., Ciribrononion obscurus Gud. Cushm. et Ozawa, Nonionellina labradorica (Dows.), Retroelphidium atlanticum Gud., R. ex.gr. hyalinum (Brodn.), Protelphidium lenticulare Gud., Haynesina orbicularis (Brady). О.Ф. Барановская (устное сообщение) считает возраст комплекса среднеплейстоценовым (роговским).

Часто в литологической характеристике свиты делается акцент на смешанный состав осадков, их плохую сортированность и обогащенность крупнообломочным материалом самой разнообразной окатанности - от щебня и дресвы до хорошо окатанных зерен гравия и гальки. Это для многих исследователей является достаточным основанием, чтобы считать генезис свиты ледниковым. Но палеонтологическая характеристика в большинстве случаев не оставляет сомнений в морском генезисе осадков. Наиболее наглядно особенности морского осадконакопления лофтурской свиты выявляются при обследовании ее в естественных обнажениях в цоколях речных террас, где отчетливо видны слоистость, постепенные взаимопереходы между слоями, наличие остатков водных растений, раковин и обломков раковин моллюсков и т.д. Однако до сих пор эти отложения по традиции относятся к валдайской морене.

Стратиграфическое положение рассмотренных осадков определяется их залеганием на вирюгской свите и вложенностью в них микулинских отложений.

Верхнее и современное звенья.

Ссылка на статью:

Филиппов В.В. Стратиграфия верхнего кайнозоя бассейнов Мезени и Северной Двины. // Критерии прогноза минерального сырья в приповерхностных образованиях севера Западной Сибири и Урала. Тюмень, ЗапСибНИГНИ, 1989, с. 97-112

.