Геологическое строение и полезные ископаемые

 
     Обычно наши знания о геологическом строении местности, где мы проживаем, весьма примитивны и не уходят глубже таких понятий, как «земля», «почва», «глина», «песок», «камни», «полезные ископаемые». В действительности геология это весьма сложная наука о строении земной коры и процессах, в ней протекающих. Сведения о геологическом строении региона или района получают путем специальных геологических изысканий, опирающихся на широкий спектр современных дорогостоящих научных методов исследования земных недр. Это полевые работы, буровые и геофизические исследования, анализ аэрокосмических снимков, составление специальных карт геологической тематики и многое другое. Кроме того, геологические сведения широко используются при поиске и добыче полезных ископаемых, в строительстве, в водоснабжении и пр.
     Территория Вавожского района расположена в пределах восточной краевой части Русской платформы, имеющей классический платформенный тип строения земной коры. В основании платформы залегает прочный кристаллический фундамент докембрийского возраста, сложенный метаморфическими породами (гнейсами, кристаллическими сланцами, амфиболитами). Сверху фундамент перекрывается слоем осадочных палеозойских отложений, мощность которых составляет от 1500 до 3000 м. Происхождение кристаллического фундамента на исследуемой территории обусловлено завершением геосинклинального этапа развития земной коры в докембрийское время (докембрийский этап развития Земли включает самые ранние Архейскую и Протерозойскую эры). Именно в этот период заложились фундаменты всех древних и наиболее устойчивых в тектоническом отношении платформ. ные горизонтальные или вертикальные тектонические движения литосферных блоков, периодически меняющих направление своего движения. Скорости таких движений в нашем понимании очень небольшие (всего несколько миллиметров в год), но при их устойчивом направлении в течение миллионов лет отдельные блоки земной коры могут быть приподняты до уровня возвышенностей и даже средневысоких гор или опущены ниже уровня вод мирового океана. В пределах Удмуртии абсолютные отметки фундамента расположены значительно ниже современного уровня моря. Его поверхность разбита многочисленными глубинными разломами на отдельные блоки, которые в ходе тектонических движений сформировали крупные сводовые поднятия и впадины (тектонические структуры первого порядка). В свою очередь их поверхность осложнена структурами второго порядка - куполами, валами, выступами (горстами) и прогибами (грабенами). Амплитуда перепада высот в целом для Удмуртии составляет 7000-8000 м.
     Территория Вавожского района расположена в пределах северо-восточного крыла Татарского свода (структура первого порядка). Восточную часть района рассекает тектоническая структура второго порядка - Мамадышско-Кокарский прогиб. Амплитуда расчленения фундамента для рассматриваемой территории составляет около 500 м.
     В случае длительного погружения отдельных участков фундамента их территория нередко затопляется водой, образуя мелководные моря шельфового типа или обширные озерно-болотные равнины. В геологии процесс наступления моря на сушу называется морской трансгрессией, а процесс отступания регрессией. От того, сколько раз за историю формирования платформы менялись вышеперечисленные условия, зависит характер геологического строения ее осадочного чехла.
     Когда платформа находится в континентальных условиях, на ее поверхности наиболее активно идут процессы денудации, или сноса материала. Его аккумуляция осуществляется только в днищах речных долин, в озерных котловинах или на побережье морей. Данный тип отложений носит название континентальных (сформировавшихся в условиях суши), характеризуется преобладанием хорошо окатанного галечника, гравия и песка. В условиях морской трансгрессии формируется другой - морской тип отложений, характеризующийся преобладанием глинистых, илистых частиц, поступающих с реками в акваторию океана. И те, и другие объединяются в группу обломочных или терригенных отложений.
     При благоприятных условиях (экологических, гидрохимических и др.) на дне морей или озер могут формироваться биогенные или хемогенные толщи (известковые или карбонатные, кремнистые, углистые и др).
     Периодическая смена континентальных и морских условий осадконакопления способствует формированию слоистости отложений осадочного чехла. Слоистость горных пород характерна для всей территории Удмуртии и, в частности, для Вавожского района. Таким образом, примерно за 570 млн. лет (продолжительность фанерозоя - времени явной жизни), в условиях многократной смены условий осадконакопления, на рассматриваемой территории сформировался осадочный слой мощностью около 2000 м.
     В основании осадочного чехла залегают горные породы позднего протерозоя рифейского (Рt₃Rательно перекрываемые отложениями палеозоя и кайнозоя: девонской (D_2-3ei-fm), каменноугольной (С_1-3t-g), пермской (Р_1-2аs-t), неогеновой (N₂) и четвертичной системы (Q_1-4).
     В отложениях нижнерифейского комплекса (Рt₃R₁) мощностью до 401 м преобладают песчаники с подчиненными прослоями алевролитов, аргиллитов, гравелитов и конгломератов.
     Отложения девонской системы (D_2-3ei-fm) характеризуются примерно одинаковым соотношением терригенных (аргиллиты, алевролиты, песчаники) и карбонатных (известняки, доломиты) толщ общей мощностью порядка 219-540 м.
     Каменноугольная система (С_1-3t-g) представлена нижним, средним и верхним отделами, сложена преимущественно карбонатными толщами (известняками, доломитами) с прослоями терригенных отложений. Их мощность оценивается более чем 1000 м.
     Нижнекаменноугольные отложения представлены турнейским (C₁t), визейским (C₁v) и серпуховским (C1s) ярусами. Отложения турнейского яруса сложены преимущественно органогенными известняками серых тонов с прослоями аргиллитов и алевролитов Визейские отложения в основании представлены песчаниками и алевролитами серых тонов с прослоями аргиллитов, углисто-глинистых сланцев и углей, в верхней части - доломитами с прослоями известняков. В основании серпуховского яруса залегают преимущественно доломиты, в кровле - известняки, участками окремненные. Мощность отложений колеблется от 637 м в прогибах, до 268 м на сводах.
     В составе среднего отдела каменноугольной системы выделяются башкирский (С₂Ь) и московский ярусы (С₂m). Отложения башкирского яруса представлены известняками серых тонов, с прослоями аргиллитов, алевролитов и доломитов. Московские отложения в основании представлены известняками, которые выше по разрезу неоднократно сменяются аргиллитами с прослоями алевролитов и песчаников. Мощность среднекаменноугольных отложений колеблется от 331 м до 387 м.
     Верхнекаменноугольные отложения представлены касимовским (С₃k) и гжельским (С₃g) ярусами. Отложения касимовского яруса - это преимущественно серые известняки с прослоями доломитов. Гжельский ярус в верхней части сложен известняками и доломитами, в нижней известняками с прослойками глин, в основании с прослоями доломитов. Мощность толщи оценивается от 121 мдо 219 м.
     Верхняя часть разреза коренной осадочной толщи, выходящая на дневную поверхность, представлена карбонатными породами нижнего отдела и терригенными отложениями верхнего отдела пермской системы (Р_1-2as-t).
     В объеме нижнего отдела пермской системы выделяются ассельский (Р₁as) и сакмарский (Р₁s) ярусы, отложения которых представлены доломитами и известняками с прослоями гипсов и ангидритов, в верхней части - морского происхождения, общей мощностью от 168 до 292 м.
     В разрезе верхнепермских отложений выделяются породы уфимского (Р₂uf), казанского (Р₂kz) и татарского (Р₂t) ярусов.
     В составе уфимского яруса выделяют Соликамский и шешминский горизонты, которые, в свою очередь, представлены соликамской (Р₂sk) и шешминской (Р₂ss) свитами. Отложения соликамской свиты характеризуются локальным распространением и сохранились лишь в понижениях нижнепермского рельефа. Представлены лагунно-морскими известняками, глинами и мергелями мощностью до 31 м. Отложения шешминской свиты формировались в условиях континентальной озерно-аллювиальной аккумулятивной равнины. Представлены монотонным чередованием глин, песчаников, алевролитов с прослоями и линзами карбонатных пород (известняки, мергели, доломиты).
     Казанский ярус представлен континентальными красноцветными отложениями и подразделяется на два подъяруса — нижний и верхний, которые объединены в белебеевскую свиту, а та, согласно подъярусам, подразделяется на верхнюю и нижнюю подсвиты.
     Отложения нижней подсвиты (Р₂bl₁) белебеевской свиты не выходят на дневную поверхность и представлены переслаивающимися глинами, алевролитами и песчаниками. Для разреза характерна ритмичность в чередовании слоев. Мощность отложений 51 — 150 м. Верхняя подсвита белебеевской свиты (Р₂bl₂) на территории Вавожского района выходит на дневную поверхность по долине р. Валы и ее притоков. Мощность верхней подсвиты фиксируется в диапазоне от 61 до 148 м.
     Отложения татарского яруса - типичные континентальные образования, характеризующиеся пестрым литологическим составом. На территории района татарские отложения представлены только нижним подъярусом в составе уржумского горизонта (Р₂ur). В свою очередь уржумский горизонт подразделяется на нижний и верхний подгоризонты. В объеме нижнего подгоризонта выделяются максимовская (Р₂ms) и ильинская (Р₂il) свиты, в объеме верхнего подгоризонта — белохолуницкая (Р₂bh) и сырьяновская свиты.
     Отложения максимовской свиты выходят на дневную поверхность в пределах средней и нижней части склонов речных долин. В основании свиты преобладают аллювиально-речные и аллювиально-дельтовые песчаники с линзами и прослоями конгломератов из гальки местных и уральских пород. Верхняя часть разреза сложена мелководно-озерными и озерными алевролитами и глинами с прослоями мергелей и известняков. Мощность максимовской свиты 28 — 82,1 м.
     Ильинская свита представлена на большей части водораздельных пространств и в верхней части склонов речных долин. Преобладающие породы представлены глинами, алевролитами, песчаниками с небольшими прослоями мергелей и известняков. В подошве разреза преобладают аллювиально-речные и аллювиально-дельтовые песчаники с линзами и прослоями конгломератов из гальки местных и уральских пород. Выше залегают мелководно-озерные и озерные алевролиты и глины с прослоями и линзами мергелей, доломитов и известняков. Мощность ильинской свиты 22,5 — 79 м.
     Белохолуницкая свита представлена двумя осадочными ритмами, по которым ее делят на верхнюю и нижнюю подсвиты. В пределах района вскрываются отложения только нижней подсвиты (Р₂bh₁), которая имеет спорадическое распространение на наиболее приподнятых участках водораздельных пространств правых притоков р. Валы. В основании разреза представлены аллювиальные песчаники руслового и дельтового происхождения. Венчают ритм переслаивающиеся глины, алевролиты, конгломераты и песчаники с прослоями мергелей и известняков. Причем верхняя часть разреза в основном сложена глинами с прослоями известняков и мергелей. Мощность отложений нижней подсвиты не более 20 м.
     Неогеновые отложения (N₂) ограничены в своем распространении только нижней частью долины р. Валы. Представлены песками с прослоями иловатых глин и супесей. Вскрытая мощность 30 м.
     Четвертичные отложения (Q_ll-lv), покрывающие почти сплошным чехлом мощностью до 10 м, а местами и до 20 —25 м всю территорию Вавожского района, по своему происхождению подразделяются на следующие генетические группы: элювиальные, склоновые, аллювиальные, болотные и эоловые.
     Элювиально-делювиальные образования приурочены к водораздельным пространствам и представлены в основном продуктами разрушения, размыва и биохимического преобразования коренных пермских пород, формирующими так называемую «кору выветривания».
     Склоны сложены делювиальными и делювиально-солифлюкционными отложениями преимущественно глинисто-суглинистого состава. Это реликтовые образования, формирование которых связано с ледниковой эпохой плейстоцена, когда природные условия нашего региона, не испытавшие самого оледенения, но ощутившие его близкое соседство, во многом напоминали современную тундру. Происхождение делювиальных отложений связано с процессом плоскостного смыва, возникающего на слабозадернованных почвах, суть которого заключается в размыве, транспортировке и отложении почвенного материала микроручейковой сетью временных водотоков, возникающих во время выпадения жидких осадков различной интенсивности. Смытый со склонов материал (наносы) откладывается у их подошвы (на контакте склона и поймы или террасы) в виде делювиальных шлейфов. Солифлюкционные отложения формировались в условиях многолетней мерзлоты и низкого испарения, которые способствовали значительному переувлажнению территории. В этих условиях размокшие грунты становятся пластичными и начинают медленно оплывать даже на некрутых склонах.
     Аллювиальные отложения в днищах речных долин в своем основании представлены русловой фацией аллювия, сложенной гравийно-галечным материалом, обогащенным и перекрываемым песком. Пойменные фации в основном сложены аллювиальными суглинками и супесями. Поверхность террас и пойм нередко покрыта торфяными болотами, представляющими еще одну фацию аллювия - старичную. Мощность аллювиальной толщи на крупных и средних реках доходит до 25 м, в долинах малых рек до 10 м.
     Большие мощности аллювия в долине р. Валы фиксируются в пределах древних террасовых комплексов и связаны с формированием в плейстоцене (эпоха покровных четвертичных оледенений) особого типа перигляциального аллювия, характеризующегося повышенной мощностью и однородностью отложений песчано-алевритового, реже суглинистого состава, с преобладанием в расцветке желто-бурых и палевых тонов.
     Полезные ископаемые. Геологическое строение любой территории определяет наличие на ней тех или иных полезных ископаемых. Все полезные ископаемые по своему происхождению подразделяются на рудные и осадочные. В пределах Вавожского района имеются и те, и другие, но поскольку рудные полезные ископаемые своим происхождением связаны с процессами магматизма или метаморфизма, а горные породы такого происхождения представлены только фундаментом, залегающим на огромных глубинах, их добыча и разведка на сегодняшний день не перспективны. Другое дело — полезные ископаемые осадочного происхождения. В этом отношении район богат торфом и строительными материалами, имеются месторождения нефти и азотного газа.
     На территории района добыча торфа ведется на четырех месторождениях, расположенных на террасах и в поймах р. Валы и ее правых притоков: Увы, Какможа, Инги. Самые крупные из них - Нюрдор-Котъинское и Ингинское. Это достаточно большие по площади месторождения (площадь Нюрдор-Котьинского месторождения более 1000 га) с мощностью торфяной залежи, редко превышающей 1 м.
     Прежде значительная часть добываемого торфа использовалась в сельском хозяйстве и как топливо для небольших котельных. После экономических реформ конца XX в. произошло значительное снижение, а местами и прекращение объемов его добычи, а вся торфодобывающая промышленность Удмуртии держится только за счет параллельно ведущейся добычи нефти.
     Из других топливных ресурсов в пределах района пока разведано одно - небольшое Шурминское месторождение нефти, разработка которого пока не ведется.
     В районе имеется достаточно крупное Вавожское месторождение азотного газа (содержание азота 83 — 99%), которое в перспективе, при возникновении соответствующих потребностей, может быть вовлечено в эксплуатацию. В южной части района в коренных зеленовато-серых песчаниках казанского и татарского яруса отмечены проявления меди, содержание которой в среднем составляет всего 1,5 — 3%.
     Небольшие месторождения строительных материалов распространены повсеместно, но в большинстве своем носят исключительно местное значение. Из крупных месторождений, имеющих районное значение, выделяют три месторождения кирпично-черепичных глин (общий объем 2548 тыс. м³) и два месторождения песчано-гравийных материалов с суммарными запасами 68 тыс. м₃. Основные месторождения глин (Чудзялудское, Рус. Вари) приурочены преимущественно к делювиально-солифлюкционным шлейфам склонов. По своему происхождению это продукты выветривания коренных пермских глин, аргиллитов и алевролитов, переотложенных по склону. Мощность полезной толщи на месторождениях в среднем составляет 1,2 — 9,8 м.
     Вполне перспективными на добычу ПГС могут быть аллювиальные отложения р. Валы, представленные русловой фацией аллювия, сложенной песчаной и песчано-гравийной толщей мощностью до 3 м. Пески широко распространены в северной части района и приурочены к эоловым песчаным покровам. Но все они, в отличие от вышеназванных месторождений, отличаются небольшими объемами запасов и могут эксплуатироваться только для удовлетворения местных потребностей.