Дислокации Дудергофских высот и района г. Павловска наблюдаются в виде отдельных небольших островов среди обширных пространств распространения палеозойских пород, имеющих практически ненарушенное залегание. Первые находятся в 25 км юго-западнее Ленинграда, прилегая к юго-восточной окраине г. Красное Село, а другие - южнее в 28 км , близ западной окраины г. Павловска. Необычность нахождения дислокаций уже более восьми десятков лет привлекает внимание исследователей, однако их генезис остается загадочным. Гипотезы их образования боковым напором льда четвертичных оледенений или региональной складчатостью каледонского орогенеза, а также принятие их за ледниковые наволоки или отторженцы, предложенные предыдущими авторами, не подкреплялись необходимым для этого геолого-геоморфологическим обоснованием.

Кратко рассмотрим вопрос о Дудергофских высотах, который более детально освещен в опубликованной ранее работе автора [Лобанов, 1976]. Последние образуют резкое поднятие в рельефе среди равнинного пространства северо-восточного края Ижорской возвышенности Ордовикского плато, абсолютные высоты которого здесь достигают 90- 100 м ; в 7- 9 км севернее плато в сторону Кембрийской низины обрывается глинтом, бровка последнего возвышается над низиной до 70 м . Поднятие имеет сложный рельеф, но в общем представляет собой куполовидное вздутие с ясно выраженной подошвой в форме извилистой замкнутой кривой, оконтуривающей площадь около 20 км², а общая площадь дислокаций достигает 30 км². В морфологическом отношении дислокации представлены купольными структурами нескольких порядков, имеющих прямое выражение в рельефе, изометричной или овальной формы без какой-либо закономерности в ориентировке их простираний и расположения. Ядра всех куполов (независимо от их порядка) выполнены нижнекембрийскими синими глинами (έ₁ ln), которые в ряде случаев прорывают кровлю в форме нептунических штоков и даек; в последних глины имеют ясно выраженный кливаж течения, с крутым или вертикальным падением плоскостей, что свидетельствует об активной роли пластичных глин в образовании купольных структур. В основании поднятий залегает глиняный массив или цоколь, где мощность глин увеличена, а их поверхность повышена по сравнению с нормальной на 60 м . На цоколе насажены куполовидные вздутия второго порядка, которыми являются Дудергофские и Кирхгофские горы, разделенные цокольной перемычкой. Вершины названных гор являются вздутиями третьего порядка, в последних глины выдавлены вверх относительно своей ненарушенной поверхности более чем на 125 м (рис. 1, 2). Глиняные ядра куполов независимо от их порядка конформно и в стратиграфической последовательности покрываются кембро-ордовикской толщей песков и песчаников, диктионемовыми сланцами и толщей ордовикских известняков, верхняя часть которых представлена таллинским горизонтом (О₂ tl); перечисленные слои и толщи имеют периклинальное падение от 10-15 до 70°. В местах, где штоки глин выдавлены на большую высоту, происходило их расползание, а в слоях кровли - образование лежачих складок, надвигов и брекчий, обрамляющих крутопадающие контакты штоков [Лобанов, 1976]. Морена последнего оледенения, представленная желто-бурыми и красно-бурыми песчанистыми валунными суглинками мощностью до 4- 5 м , плащеобразно покрывает высоты, однако на их вершинах выше 130 м и на крутых склонах она размыта, а о ее былом повсеместном здесь присутствии свидетельствуют многочисленные валуны кристаллических пород, оставшиеся на вершинах. Обнаженные, приподнятые и часто круто поставленные ордовикские известняки под воздействием аэрации и выщелачивания преобразованы в кору выветривания, которая представлена дресвой с мергельным мелкоземом и угловатыми обломками известняков мощностью до 10 м . Без литологического анализа кору выветривания исследователи обычно принимают за местную морену (или тектонически раздробленные породы), а поэтому при беглом наблюдении создается впечатление, что высоты сложены «мореной» с включением обломков и глыб местных пород; это и послужило причиной рассмотрения Дудергофских дислокаций как ледникового наволока или отторженца или как результат бокового напора ледника. Ошибочность такого представления доказывается тем, что в коре выветривания хорошо сохраняется первичная слоистость известняков, конформно облекающая купольные структуры, и тем, что кора выветривания постепенно переходит в мало измененные известняки, в подошве которых в стратиграфической последовательности залегают диктионемовые сланцы, кембро-ордовикские пески и песчаники и нижнекембрийские синие глины (рис. 2).

С Дудергофским поднятием в рельефе связаны, как правило, замкнутые впадины глубиною до 10- 20 м , расположенные и внутри, и за его пределами, с центриклинальным падением палеозойских пород. Во впадинах мощность синих глин уменьшается до 75 м в сравнении с нормальной 115- 120 м (рис. 1, 2). Локальное развитие, строение и морфологические особенности показывают, что Дудергофские дислокации сформированы радиальными движениями, которые, по классификации В.В. Белоусова (1958), следует относить к складкам нагнетания диапирового типа, активными породами которых являются синие глины (έ₁ ln). Купольные структуры являются местами нагнетания, а замкнутые впадины - зонами отжимания, представляя собой компенсационные депрессии. Время образования дислокаций и причины активных движений пластичных глин обосновываются нижеследующими данными и соображениями. У подножия высот развиты коррелятивные отложения, которые образовались из продуктов размыва морены, покрывающей высоты, и из элювия ордовикских известняков, слагающих самую верхнюю часть кровли куполов. Состав, строение и стратиграфическое отношение элювиально-делювиальных отложений к подстилающим породам (рис. 2) указывают на то, что Дудергофские высоты подверглись денудации сразу после освобождения их от последнего четвертичного ледникового покрова. Все эти и другие данные приводят к заключению о том, что образование высот произошло в четвертичном периоде во время деградации последнего ледника. В процессе разрушения ледник распался на ряд неподвижных глыб неодинаковой мощности, что привело к возникновению неравномерной вертикальной нагрузки на подстилающие толщи пород. Из очагов с высокой нагрузкой происходило выжимание пластичных глин, на этих местах в современном рельефе выражены компенсационные депрессии. В местах с более низким давлением происходило нагнетание и образование диапировых куполов, выраженных в рельефе Дудергофскими высотами.

Дислокации района города Павловска расположены в бассейне р. Славянки, в 15 км юго-восточнее Дудергофских высот на площади около 30 км². Здесь они приурочены непосредственно к приглинтовой части Ордовикского плато, которое в данном месте выражено равниной, понижающейся к востоку - в направлении течения рек. В западной части района абсолютные высоты поверхности достигают 60- 65 м , тогда как у восточной границы, по бровке глинта, они варьируют в пределах 50 м . Равнинность рельефа нарушается главным образом речными долинами, которые здесь врезаются на глубину от 4-5 до 20- 25 м , при ширине от 40- 50 м до 1- 1.5 км . В сторону Кембрийской низины Ордовикское плато обрывается уступом - глинтом высотой 15- 20 м .

В структурном отношении Ордовикское плато и район Павловских дислокаций расположены на склоне Балтийского щита, поверхность до-кембрийских образований которого здесь полого и плавно погружается в юго-восточном направлении, по азимуту 150°, причем величина падения на 1 км достигает 3.0 м . Древняя поверхность выравнивания, сформированная на кристаллическом основании между городами Гатчина и Колпино, осложнена локальными «куполовидными» поднятиями, имеющими линейное расположение северо-восточного направления (азимут 50°). М.И. Пейсик и др. [Пейсик и др., 1962] выделяют Гатчинское, Павловское, Колпинское и др. поднятия. Павловское поднятие фиксируется между реками Ижора и Поповка, по кровле фундамента оно оконтуривается стратоизогипсой минус 290 м , имеет протяжение до 8 км при ширине 2.5- 3.0 км ; амплитуда поднятия в юго-западной части - 10- 11 м ; на северо-востоке оно снижается до 8 м и у деревни Пязелево периклинально замыкается. Верхнепротерозойские отложения на этом поднятии имеют облекающее залегание. Вверх по разрезу происходят выполаживание и уменьшение размеров поднятия. Генетическая природа локальных поднятий кристаллического фундамента неясна. В региональном плане толща пород верхнего протерозоя и палеозоя, вместе с подстилающей поверхностью фундамента, образует пологую моноклинальную структуру с падением к югу, юго-востоку до 2.5- 3.0 м на 1 км . Дислокации исследуемого района, в своем расположении отчасти как бы проектируются на северо-восточное замыкание Павловского поднятия фундамента (рис. 3). В дислокациях участвуют породы кембрийской системы, начиная с верхней части толщи синих глин лонтовасской свиты, отложения ордовика и девона, а четвертичные образования покрывают их несогласно.

Четвертичные отложения представлены мореной и аллювием речных долин. Морена плащеобразно покрывает междуречные пространства и склон глинта, она сложена желто-бурыми валунными суглинками мощностью 4- 6 м . Аллювиальные отложения развиты в речных долинах, где образуют три террасы. Верхняя терраса р. Славянки поднимается до отметок 34- 35 м при ширине до 400 м . Характер распространения и состав четвертичных пород свидетельствуют о том, что глинт в рельефе существовал до четвертичного оледенения, а современные речные долины возникли после последней ледниковой эпохи.

Тектонические структуры описываемых дислокаций представлены куполовидными складками изометричной и овальной формы размером в поперечнике от 300 до 1000 м (рис. 3). Только отдельные структуры заметно выражены в рельефе. К настоящему времени в пределах исследованной площади обнаружено восемь куполовидных структур, которые в одних случаях вскрыты речными долинами (купола №№3, 4, 5, 6), в других - денудацией их склонов (купола №№ 7,8) и в третьих установлены бурением (купола № 1, 2). Структуры, вскрытые денудацией, выражены в рельефе. Так, например, купол № 8 у пос. Антропшино превышает водораздельную поверхность рек Ижоры и Славянки на 15 м , а купол № 7 у пос. Динамо выступает над равниной, прилегающей к нему с северо-запада, на 7- 8 м . Внутреннее строение купольных структур района г. Павловска аналогично таковым Дудергофских высот: в ядрах куполов залегают синие глины (έ₁ ln), а в крыльях вскрываются слои палеозойских пород, залегающие с нормальной стратиграфической последовательностью и при этом имеющие периклинальное падение, которое варьирует в значительных пределах: от 3-10 до 40-45°. Между куполами и за их пределами в рельефе наблюдаются замкнутые понижения с центриклинальным падением палеозойских пород и центробежным слиянием водотоков, очевидно являющиеся компенсационными депрессиями (рис. 3). В глубоких траншеях для закладки газопроводных труб в дер. Поповка, в расчистках и в обнажениях достоверно установлено, что в подножии купольных структур, в местах перегибов слоев, нередко образуются разрывные нарушения типа сбросо-взбросов, к которым в ряде случаев приурочены внедрения синих глин (έ₁ ln) в форме нептунических даек (рис. 3, 4). Обнажения этих глин невыясненной формы залегания всеми предыдущими исследованиями принимались как ледниковые наволоки, служившие «неопровержимым» доказательством образования Павловских дислокаций под воздействием бокового напора льда последнего оледенения.

Несмотря на значительное число работ, посвященных изучению данного района, природа и возраст дислокаций здесь пока не получили удовлетворительного объяснения. Проведенные автором полевые исследования, а также изучение материалов бурения Павловской площади [Можаев, 1973; Пейсик и др., 1962 и др.] позволяют высказать некоторые соображения по этим вопросам. Дислокации района г. Павловска обнаруживают сходство с таковыми же Дудергофских высот: они локально развиты в одном геолого-геоморфологическом регионе, одинаковыми являются их морфология и морфоструктурные элементы, в образовании дислокаций проявлялась активная роль пластичных синих глин (έ₁ ln) и др. Такое сходство может быть следствием одинакового механизма их образования. Поэтому дислокации района г. Павловска также должны быть отнесены к складкам нагнетания диапирового типа. Здесь уменьшение мощности синих глин в компенсационных депрессиях и увеличение ее в куполах подтверждены данными бурения. Так, в депрессии III (среднее течение р. Поповки) она равна 110.0 м , а в депрессии V (верхнее течение р. Славянки) - около 105.0 м ; в первом случае мощность глин по сравнению с обычной, равной 124 м , уменьшилась на 14.0 м , а во втором - на 19.0 м . Этим можно объяснить тот факт, что в депрессиях слои палеозойских пород, залегающие в кровле глин, имеют центриклинальное падение (рис. 3, 4). Мощность глин в куполах №№ 5 и 7 увеличена соответственно на 14.0 и 36 м . Морфология куполов в значительной мере определяется их пространственным взаимоотношением с компенсационными депрессиями. Так, в куполах №№ 3, 4 и 5, расположенных восточнее депрессий (рис. 3), в западных склонах слои ордовикских пород имеют падение до 10°, а в восточных - до 20-30-40°. Асимметрия склонов указывает в данном случае на отжимание глин и перемещение их в горизонтальном и вертикальном направлениях с запада на восток, в сторону меньшей вертикальной нагрузки.

О возрасте Павловских дислокаций приходится судить по косвенным соображениям. Морфологическое и генетическое сходство их с Дудергофскими дислокациями наводит на мысль, что они образовались одновременно - в конце последней эпохи четвертичного оледенения. Но несогласное залегание морены на срезанных ледником вершинах куполов (рис.4), .а также срезание глинтом куполов №№ 3, 6 и 7 (рис. 3) противоречат такому предположению. Исходя, однако, из теории полигляциолизма, можно полагать, что Павловские дислокации образовались в конце предпоследней (московской или днепровской) эпохи оледенения. Несомненно, они подобно Дудергофским высотам сначала были выражены в рельефе, но затем в эпоху последнего оледенения вершины их куполовидных структур были срезаны ледником на различную глубину, а на породах кембрия и ордовика им была оставлена морена. Такое предположение удовлетворительно объясняет равнинный характер района Павловских дислокаций, расчленение равнины послеледниковыми речными долинами и врезание последних в куполовидные структуры.

Объяснение происхождения дислокаций диапирового типа в районе г. Павловска не может быть исчерпано рассмотрением только одной возможной причины - неравномерной вертикальной нагрузки льда одного из четвертичных оледенений, поскольку они пространственно связаны с Павловским поднятием кристаллического фундамента. Тем более что образование этого поднятия многие исследователи объясняют разрывными нарушениями фундамента, возникшими до позднего протерозоя, по которым вплоть до четвертичного периода проявлялись и проявляются подвижки блоков фундамента [Можаев, 1973; Пейсик и др., 1962]. Такие подвижки обязаны вызывать неравномерное давление снизу на толщу кембрийских глин (έ₁ ln) и движение их в места с минимальной геостатической нагрузкой, где и должно происходить образование диапировых дислокаций, описанных выше. Места с ослабленным геостатическим давлением расположены в приглинтовой полосе ордовикского плато: здесь в кровле кембрийских глин залегает толща пород, мощность которой не превышает 20- 30 м . И действительно, дислокации исследуемого района приурочены к неширокой, около 3- 4 км , приглинтовой полосе. С первого взгляда кажется, что вторая концепция вполне удовлетворительно объясняет природу дислокации района г. Павловска. Однако при внимательном анализе всех имеющихся данных эта концепция встречает ряд трудностей, а именно: 1) тектоническая природа Павловского поднятия фундамента не имеет исчерпывающих доказательств; 2) в песчаниках ломоносовской свиты (έ₁ lm), лежащих в подошве синих глин, не отражается рельеф фундамента, а также не отражены нарушения, которые развиты в верхней части глин (έ₁ ln) и в вышележащих слоях палеозойских пород (рис. 4), что может служить прямым указанием на отсутствие связи исследуемых дислокаций с подвижками блоков фундамента; 3) Павловское поднятие фундамента имеет ясно выраженное северо-восточное простирание, тогда как диапировые структуры в своем расположении не имеют определенной ориентировки, а складки овальной формы обладают различным простиранием (рис. 3); 4) подвижками блоков фундамента также нельзя объяснить образование замкнутых впадин между купольными структурами, не имеющими опять-таки в расположении закономерной ориентировки, для которых характерно центриклинальное падение слоев, залегающих в кровле синих глин. Вместе с этим не находит своего объяснения более крутое падение восточных крыльев в куполах, западнее которых расположены впадины, принимаемые нами за компенсационные депрессии диапировых куполов.

Таким образом, дислокации района г. Павловска, так же как и Дудергофских высот, не могут быть объяснены ни боковым напором ледников, ни каледонским складкообразованием, они также не могут быть приняты как ледниковые отторженцы, или ледниковые наволоки; их следует рассматривать как складки нагнетания диапирового типа, связанные с отжиманием и выдавливанием пластичных синих глин (έ₁ ln) в места пониженного геостатического давления, приуроченного к приглинтовой полосе Ордовикского плато. Причиной выдавливания глин наиболее вероятно являлось неравномерное распределение вертикальной нагрузки ледниковых покровов в период их деградации предпоследней эпохи четвертичного оледенения для района г. Павловска и последней для Дудергофских высот.

Литература

1. Лобанов И.Н. О природе дислокаций Дудергофских высот в окрестностях Ленинграда. Геотектоника, 1976, № 6.

2. Можаев Б.Н. Новейшая тектоника Северо-Запада Русской равнины. Л., «Наука», 1973.

3. Пейсик М.И., Станкевич Л.И., Ярошенко В.Н. Состояние проблемы подземного хранения газа в Ленинградском промышленном районе. - В кн.: Разведка подземных хранилищ газа в СССР. М., Геотехиздат, 1962.

Ссылка на статью:

Лобанов И.Н. О природе дислокаций Дудергофских высот и района г. Павловска // Известия ВГО, 1979, том 111, № 4, с. 334-342.