Краткая геологическая характеристика Западного Кавказа и Сочинского Причерноморья

« Вернуться на страницу музея

Изменения Земли так медленны
в сравнении с коротким периодом
нашей жизни...

Аристотель

Возраст земли

Возраст Вселенной по мнению ученых насчитывает около 14 млрд. лет, а возраст Земли - около 6 млрд. лет. Примерно 1,7 млрд. лет назад в эру протерозоя праматерик Пангея, занимавший тогда одну треть поверхности Земли, раскололся на два материка - северный материк Лавразию и южный материк Гондвану. Между ними простирался океан Тетис, протянувшийся на 20 тысяч км. Последующие расколы, наступившие около 230 млн. лет назад (между палеозоем и мезозоем), образовали новые материки. Так, Лавразия распалась на Северную Америку и Евразию. Около 70 млн. лет назад сформировался в современном виде Средиземноморский геосинклинальный пояс, тянущийся к Гималаям В этот пояс, помимо Альп, Карпат, Крыма, Копет-Дага, Памира, входит и Кавказ.

Горная страна Кавказ имеет сложное геологическое строение и длительную историю развития. Здесь можно встретить горные породы всех возрастов - от древнейших докембрийских, образовавшихся в период зарождения жизни на Земле, до пород четвертичного возраста, свидетелем образования которых был человек.

«Отцом» геологии Кавказа справедливо считается известный немецкий геолог, ученик другого знаменитого геолога и автора книги «Лик Земли» Эдуарда Зюсса (1831-1914г.г.), действительный член Петербургской Академии наук Г. В. Абих (1806 – 1886 г.г.).

Абих, исходивший Кавказ вдоль и поперек - по долинам рек, по гребням хребтов, по труднопроходимым горным дорогам - в сопровождении сотни казаков, сумел собрать и обработать богатый геологический материал. Именно Абих заложил основы понимания особенностей геологического строения Кавказа, его стратиграфии и тектоники, происхождения многих полезных ископаемых. Основоположником современных знаний о вулканизме Кавказа стал Ф.Ю.Левинсон-Лессинг (1861 – 1939 г.г.), воспитанник Петербургского университета. Их работу в конце 19-го - начале 20-го веков продолжили члены петербургского Геологического комитета В.И.Меллер, Н.И.Андрусов, А.П.Герасимов, П.И.Лебедев, В.В.Богачев и другие, а в советское время Г.М.Смирнов, С.С.Кузнецов, Д.И.Щербаков, В.П. Ренгартен, М.А.Усов и многие другие ученые-геологи.

Началось активное промышленное освоение кавказских недр с разработкой нефтяных месторождений Баку, Грозного, Майкопа, добычей свинца и цинка в Северной Осетии, марганца в Чиатуре, меди в Кафане, Маднеули, Алаверди, железа в Дашкесане, каменного угля в Ткварчели и Ткибули.

1. КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАПАДНОГО КАВКАЗА И СОЧИНСКОГО ПРИЧЕРНОМОРЬЯ

В целом Кавказ подразделяется географами на горные системы Большого Кавказа и Малого Кавказа, равнины Предкавказья и равнины Закавказья. Граница между Азией и Европой, согласно современным представлениям географов, проходит по равнинам Предкавказья – по Кума-Манычской впадине. Таким образом, Кавказ целиком принадлежит Азии, а гора Эльбрус (5642 м) – это высочайшая вершина Кавказа.

Западный Кавказ географы ограничивают следующими координатами: на севере – около 47 град.с.ш., на юге – 43 град.30 мин.с.ш., на востоке – 41 град.44 мин. в.д, на западе – 36 град.в.д. Общая протяженность этой территории – от Таманского полуострова до г.Эльбрус – составляет около 360 км, что соответствует площади в 87 тыс. кв. км.

Большой Кавказ, в пределах которого условно выделен Западный (или Северо-Западный) Кавказ, отмечен в рельефе мощными хребтами, самый крупный из которых – Главный Кавказский хребет. Ось Главного Кавказского хребта в целом совпадает с осевой частью Большекавказского мегантиклинория, о котором будет сказано ниже. Здесь же проходят древнейшие глубинные разломы, заложенные ещё в протерозое – в период заложения подвижной системы Тетис.

А теперь посмотрим, какими горными породами представлены на Западном Кавказе различные периоды в истории Земли (геохронологическую шкалу см. в прил.1).

Большой Кавказ, протянувшийся от Керченского пролива у Черного моря до Каспийского моря, можно вообразить себе как грандиозную антиклинальную (т.е. обращенную сводом вверх) сложную складчато-глыбовую структуру – т.н. мегантиклинорий. В ядре этой гигантской, осложненной на крыльях вторичными структурами, складки обнажаются наиболее древние и прочные горные породы – докембрийского и палеозойского возраста: это разнообразные гнейсы, гранитоиды, кварциты, метаморфические сланцы, конгломераты, мраморы. Архей и протерозой (4000 - 570 млн. лет; пояснение: т.е. указанный период начался 4000 млн.лет назад, а закончился 570 млн. лет назад) - эры древнейшей, первичной жизни на Земле - называют также докембрием. Следующий за ними палеозой (570 – 230 млн. лет) – эра древней жизни нашей планеты, возраст которой, повторимся, насчитывает около 6 миллиардов лет.

Так, древними палеозойскими гранито-гнейсами сложен хребет Балканы – они обнажаются в Шахгиреевском ущелье на р. Малая Лаба на территории Кавказского заповедника. В пос. Хамышки, что на р.Белая, и в бассейне р.Уруп можно наблюдать характерные красноцветные конгломераты пермского периода. Это говорит о том, что в конце палеозоя в этом регионе установился континентальный режим – была суша, происходило разрушение и снос обломков горных пород в межгорные котловины, где через сотни миллионов лет они превратились в крепкие конгломераты.

Древние гранитоиды встречаются и в ущелье Блокгауз на р. Белая, и на г. Хрустальной недалеко от г.Фишт. Это сильно измененные в результате длительного воздействия высоких температур и давлений горные породы, первичный состав и структуру которых теперь трудно определить. Вот они-то вместе с породами докембрия и составляют уходящий на большую глубину (до 60 км) кристаллическое ядро или «фундамент» (т.н. «корни гор») Большого Кавказа, который как бы обрамлен чехлом из более молодых и менее прочных осадочных пород.

 

Но в целом отложения докембрия и палеозоя (их возраст древнее 230 млн. лет) представлены на геологической карте (где возраст пород обозначен строго определенным цветом) разноокрашенными мелкими пятнами и полосами преимущественно в осевой части Главного Кавказского хребта. Крылья же мегаскладчатой структуры Большого Кавказа, в основном, сложены занимающими значительную площадь более молодыми породами мезозоя (эры «средней», «промежуточной» жизни на Земле) и кайнозоя (эры «новой» жизни) - различными сланцами, известняками, мергелями, аргиллитами, алевролитами, песчаниками, конгломератами, разнообразными вулканогенно-осадочными породами.

В мезозойский комплекс, кроме отложений юры и мела, окрашенных соответственно в синий и зеленый цвета, входят и более древние отложения триаса или триасового периода (сиреневый цвет, 230-195 млн. лет). Наиболее полно триасовые отложения в виде известняков, песчаников, конгломератов представлены в верховьях рек Малая Лаба и Белая. Поэтому геологи считают этот район Кавказа связующим звеном между Альпами и Гималаями. Именно здесь проходил один из основных маршрутов 17-го Международного геологического конгресса в 1936 году.

Наибольшую площадь на Кавказе занимают, пожалуй, отложения юрского периода (195–140 млн.лет). Это осадочные и вулканические горные породы: разнообразные сланцы, известняки, песчаники, аргиллиты, гипсы, туфы, туфолавы, туфобрекчии, туфопесчаники, мандельштейны и др. В северной части нашего региона, например в бассейнах рек Лаба и Белая, в условиях высыхающих морских лагун образовались когда-то гипсовые толщи - осадки химического происхождения. А район г.Фишт в верхнеюрское время представлял собой коралловый риф посреди соленого и теплого моря, давший известняки органического происхождения.

Юрские отложения Западного Кавказа богаты окаменелостями. Здесь найдены аммониты и белемниты – вымершие хищные головоногие моллюски, родственники современным наутилусам, осьминогам и кальмарам. Аммониты имели наружную раковину, белемниты – внутреннюю; и тем, и другим природа дала «реактивный» аппарат для передвижения. Размеры раковин аммонитов впечатляют – в Майкопском музее хранятся экземпляры размером с автомобильное колесо! В мезозойскую эру аммониты и белемниты достигли наивысшего расцвета и к концу эры, увы, вымерли, теперь они – ценные руководящие ископаемые для мезозоя. В юрских известняках нередко встречаются окаменевшие остатки кораллов, моллюсков, морских лилий, мшанок, губок, морских ежей, морских звезд, водорослей. Так, на г.Фишт известняки местами почти целиком сложены окаменевшими кораллами - мраморизованными известняками - со всем вышеописанным набором окаменелостей.

Горные породы мелового возраста или мелового периода (140-70 млн.лет) также представлены морскими отложениями – переслаивающимися известняками, мергелями, аргиллитами, алевролитами, песчаниками. На Черноморском побережье этот комплекс пород геологи называют карбонатным флишем («флиш» - «скользкий», «сланцеватый» на одном из швейцарских диалектов).

Для флиша характерна ритмическая и градационная слоистость, то есть толща флиша состоит из множества ритмично повторяющихся наборов слоев, а в пределах одного слоя крупность частиц уменьшается от подошвы пласта к его кровле. Например, в нижней части пласта песчаника отложен крупнозернистый песок, который выше по слою сменяется песком средне- и мелкозернистым до тонкозернистого, сменяющегося далее алевритовыми (пылеватыми) и глинистыми частицами. Пласт, превращенный за миллионы лет в горную породу, таким образом, начинается песчаником, а заканчивается аргиллитом, мергелем, известняком. Во флишевых породах почти не встречаются окаменевшие остатки ископаемых животных – это глубоководные отложения, но очень характерны гиероглифы - своеобразные знаки на поверхности пластов. По теории голландского ученого Ф. Кюнена, флиш - результат отложения в море мутьевых потоков, несущих по подводным каньонам после землетрясений частицы разрушенных пород – песка, глины, накопленные ранее у приглубых берегов. Выходы мелового карбонатного флиша протянулись вдоль Черного моря моря от Анапы до Головинки, восточнее он сменяется более молодым палеогеновым терригенным флишем с переслаиванием песчаников и аргиллитов.

В районе Сочи (Хостинский, Адлерский районы) мезозой представлен известняками юрского и мелового периода. На дневную поверхность они выходят в виде карстовых массивов Ахун, Ахштырь, Алек, Ахцу, Дзыхра, Воронцовский и Фишт. Здесь описано более 200 пещер. Карст – это явление растворения горных пород (известняка, гипса, доломита и др.) подземными и поверхностными водами. Широко развиты карстовые явления и в известняках плато Лагонаки, Скалистого хребта, на территории Абхазии (это карстовые массивы Арабика и Бзыбский). Самые глубокие пещеры в районе Сочи (от 500 до 630 м) описаны на карстовых массивах Фишт и Алек. Самой глубокой и самой протяженной пещерой в районе Сочи (по состоянию на 1 января 2005 г.) считается карстовая система Крестик-Турист на г. Фишт (глуб. 633 м, протяж. 14 000 м). Воронцовская система пещер (10 640м) - самая протяженная карстовая система Сочинского национального парка.

В мергелях и известняках, например, в Агурском ущелье, часто встречаются окаменевшие меловые морские ежи и раковины двустворчатого моллюска иноцерамуса – руководящие ископаемые верхнего мела. На южном склоне хр. Аибга и в верховьях р. Восточный Дагомыс можно найти окаменевших аммонитов и белемнитов. В юрских черных сланцах в бассейнах рек Мзымта и Псоу нередко попадаются характерные новообразования - округлые конкреции из сидерита или пирита, «выросшие» в рыхлых осадках на дне океана более сотни миллионов лет назад.

Толщу осадочных горных пород местами прорезают молодые интрузии мезозоя: граниты, гранодиориты, диабазы, порфириты, порфиры, которые можно встретить в долине р. Мзымта, на г. Большая Чура, на г. Индюк.

Отложения кайнозоя или эры «новой жизни» представлены на Западном Кавказе палеогеновыми, неогеновыми горными породами и четвертичными грунтами. Полоса этих пород прослеживается вдоль побережья в районе Сочи от р.Шахе до р.Псоу. Ранее палеоген и неоген не были разделены и назывались третичным периодом (отсюда «пошел» и четвертичный период). Ныне термин «третичный» считается устаревшим, но вполне употребим.

Отложения палеогена или палеогенового периода (70 – 30 млн.лет) окрашены на геологической карте в оранжевый цвет. В основном, это так называемый терригенный флиш, то есть ритмично слоистые толщи из песчаников и аргиллитов. Среди них уже не встретишь магматических пород, нет и известняков. Серые слоистые толщи палеогена хорошо просматриваются вдоль железной дороги от пос. Головинка до Мамайки.

Неоген (30 – 3 млн.лет) окрашен на карте в лимонно-желтый цвет и занимает у нас небольшую площадь в районе Адлера (отложения неогена разрабатываются в Веселовском карьере) и в Мюссере (Абхазия) в виде толщи переслаивающихся глин, слабо сцементированных песчаников и конгломератов.

Самые молодые отложения – четвертичные или, правильнее, отложения антропогена. Мы все живем в четвертичный или антропогеновый период (отсчет: 2-3 млн. лет назад и поныне) – в начале этого периода появился на Земле человек. Грунты этого периода в нашем районе обычно рыхлые и состоят из глины и обломков (неокатанных и окатанных) горных пород: это песок, дресва, щебень, гравий, галька, глыбы, валуны. Так, на склонах гор накапливаются при выветривании глинистые толщи со щебнем и глыбами, особенно мощные (до 50 м) на оползневых участках. Залежи гальки, гравия и песка образуются в долинах рек, ими сложены морские пляжи.

 

Но вернемся к описанию особенностей строения Большого Кавказа.

Современный Кавказ, как было сказано, сформирован альпийской складчатостью одновременно с Альпами, Карпатами, Крымом, Памиром, Гималаями и входит в Средиземноморский геосинклинальный пояс, переживший не менее четырех циклов развития за последние 600 млн. лет. Складчатые структуры Большого Кавказа и вулканические нагорья Малого Кавказа разделяет жесткий Закавказский срединный массив. С севера Кавказ ограничивает Восточно-Европейская платформа, а с юга «поджимает» древняя Аравийская платформа. Кроме того, севернее Большого Кавказа геологи выделяют Предкавказский краевой прогиб, заполненный осадочными породами; за ним лежит жесткая Скифская плита. Сам Большой Кавказ – это подвижная геосинклинальная область, разбитая на блоки глубинными долгоживущими разломами. Самая древняя глубинная разломная зона примерно совпадает с высокогорной осевой частью Главного Кавказского хребта – она «работает» уже около 1700 миллионов лет! Разломы служат путями для продвижения из глубин Земли магмы – жидкого силикатного расплава. Изливаясь на поверхность в виде лавы, она зачастую покрывала большие пространства. Наиболее молодые свидетели и участники этих грозных извержений - вулканы Эльбрус и Казбек – до сих пор считаются действующими. Возраст таких «свежих» вулканических пород насчитывает всего десятки тысяч лет (25 тысяч лет назад Эльбрус извергал потоки лавы).

Горообразовательный процесс в Кавказском регионе, начавшийся в своей новой фазе более 70 миллионов лет назад, продолжается и поныне – это один из сейсмически активных районов нашей страны. Об этом напоминают вулканы Большого Кавказа и вулканические плато Закавказья, многочисленные минеральные и термальные источники, продолжающиеся тектонические подвижки, сопровождающиеся нередко разрушительными землетрясениями.

К северу от Главного Кавказского хребта в рельефе выделяются три почти параллельных друг другу и понижающиеся к северу хребта – куэсты или «столовые горы» - с крутым обрывистым южным склоном и пологим северным. В составе куэст присутствуют верхние бронирующие пласты известняков, затрудняющие размыв поверхности земли, что и придает куэстам своеобразную столообразную форму на фоне пропиленных реками глубоких долин и ущелий.

Самая высокая куэста – Скалистый хребет, сложенный известняками юры, представляет собой длинную и широкую полосу плосковершинных и крутосклонных массивов. К Скалистому хребту примыкают плато Лагонаки и Фишт-Оштенский горный карстовый массив, который считается чешуей (т.н. аллохтон), как бы надвинутой на структуры Главного Кавказского хребет (автохтон).

Следующая куэста – Пастбищный хребет – сложен горными породами мелового возраста. Третья куэста –Лесистый хребет образован еще более молодыми породами палеогенового возраста. Далее местами выделяются в рельефе и остатки размытой неогеновой толщи. Таким образом, следуя на север или на юг от оси Главного Кавказского хребта, мы на крыльях этой мегантиклинали встречаем всё более молодые горные породы. 

На Таманском и Апшеронском полуостровах - оконечностях Большого Кавказа - описано более 200 уникальных природных образований – грязевых вулканов. Все они связаны с глубинными мощными глинистыми толщами, которые обводнены и находятся в условиях сжатия опускающейся западной и восточной части Большого Кавказа. Это способствует образованию грязевых вулканов, время от времени извергающих с большой глубины горючий газ, глину, обломки горных пород. Извергаемая из недр илистая грязь обогащена солями и имеет целебные свойства. 

Кавказ – один из центров мировой цивилизации. Этому в немалой степени способствовало богатство его недр. Здесь издавна добывали медь, свинец, цинк, железо, молибден, сурьму, нефть. В то время как в XIV веке до нашей эры Северная Европа ещё жила в каменном веке, на Кавказе и в Причерноморье царил бронзовый век - здесь уже плавили бронзу 14 сортов!

Интересно, что из-за недостатка на Кавказе олова, которое необходимо для производства бронзы, древние мастера использовали более распространенную сурьму. С тех пор кавказскую бронзу легко отличить по составу – вместо олова там присутствует сурьма.

Ещё древнегреческий географ Страбон отмечал природные богатства далекого Кавказа, «состоящие из золота, серебра и железа». Именно сюда за золотом и Золотым Руном отправились аргонавты во главе с Ясоном. Их опасное по тем временам дальнее путешествие, согласно мифу, имело целью найти в далеких землях Понта Эвксинского (Черного моря) Золотое Руно - шкуру Золотого барана. Руном называли овечью шкуру, с помощью которой добывали когда-то золото. Этот процесс описан ещё римским летописцем Гнеем Агриколой (39-93 г.г. до н.э.). Шкуру раскладывали на дне золотоносного ручья. Легкие песчинки уносились водой прочь, а тяжелое золото оседало в густой шерсти, которую потом сушили и выбивали, или сжигали. Известно, что на многих реках Западного Кавказа встречается золото. Так, в долине реки Сочи в тридцатых годах прошлого века работал прииск по золотодобыче.

Именно на Кавказе, точнее в Закавказье, впервые в мире во втором тысячелетии до нашей эры было выплавлено и выковано железо. Так что не только золотом, но и «добрым железом» известен был Кавказ древнему миру. С Кавказом связан и древнегреческий миф о Прометее, похитившим для людей огонь с Олимпа - вершины Кавказа стали местом его заточения. А люди, используя богатства кавказских недр и прометеев огонь, стали плавить медь и лучшее в мире железо - с ним человечество вошло в новую эпоху...