Строение земной коры (тектоника)
Территория Вологодской области входит в состав Русской платформы и своей северо-западной окраиной, в районе Онежского озера, примыкает к Балтийскому кристаллическому щиту.
Уже одно это показывает, что формирование геологического строения данного участка шло под влиянием общих процессов развития Русской платформы и частично осложнялось близостью жесткого щита. Основные элементы строения земной коры, с выделением щитов и платформ, определились к началу палеозойской эры. Дальнейшая их судьба стояла в зависимости от изменений и движений как самих платформ, так и смежных геосинклиналей.
Однако нельзя забывать о возможности влияния на последующее развитие отдельных участков платформ их древнейших структур. Поэтому прежде всего следует обратить внимание на особенности строения кристаллического докембрийского основания.
Конечно, изучить полностью строение кристаллического основания, скрытого под толщею осадочных пород, мы не можем, но некоторое представление о его особенностях, благодаря применению геофизических методов исследования, можно составить. Например, наблюдая отражение взрывных и радиоволн, мы можем определить глубину залегания горных пород, составляющих основу осадочной толщи. Такого рода наблюдения теперь имеются для многих местностей СССР и результаты их зафиксированы на тектонических картах.
На тектонической карте СССР, составленной в 1951 г. под руководством Н. С. Шатского, можно видеть резкое снижение поверхности кристаллического основания на площади Вологодской области от Онежского озера в направлении на юго-восток. На линии: верховья реки Пежмы (в Верховажском районе) — железнодорожная станция Пундуга—устье реки Уфтюги Кубенской —железнодорожная станция Шексна — город Весьегонск поверхность основания уходит на глубину 2 км1. Снижение, видимо, продолжается и далее, так как под гор. Вологдой глубина залегания кристаллических пород около 3 км.
Структуру восточного склона Балтийского щита академик А. Д. Архангельский определяет несколько иначе. По его мнению, первоначально этот склон простирался до Тимана, имея южной границей линию гор. Вытегра — гор. Котлас, но с середины каменноугольного периода большая часть этого склона опустилась и выровнялась с кристаллическим основанием Восточно-Русской впадины. В результате граница восточного склона щита сместилась на запад и проходит приблизительно по линии гор. Вытегра—гор. Архангельск2.
По этой схеме в пределах склона Балтийского щита лежат северная часть Вытегорского района и северо-западная половина — Андомского. Близость погруженного склона к северной границе Вологодской области все же должна была оказать свое влияние, как обособленный структурный элемент, на дальнейшее изменение строения земной коры в ее пределах. Однако это влияние выступает неясно, а поэтому правильнее будет придерживаться схемы Шатского.
Наклон поверхности кристаллического основания, отраженный на схеме Шатского, мог возникнуть под влиянием различных причин, среди которых могло быть и уменьшение толщины кристаллического основания по направлению склона. Некоторым подтверждением этого предположения можно считать неравномерное распределение силы тяжести на востоке и западе интересующей нас площади. Границей нарушения силы тяжести является волнистая линия, пересекающая область почти по меридиану села Шуйского. К западу от этой линии сила тяжести нормальна, а к востоку повышается. Увеличение силы тяжести в восточном направлении объясняется менее глубоким залеганием на востоке тяжелых, обогащенных металлами масс, слагающих подкоровые недра.
На неглубокое залегание тяжелых подкоровых расплавов указывают базальты, обнаруженные бурением, среди осадочной толщи у Серегова в пределах Коми АССР.
Кроме отмеченного, повышение силы тяжести наблюдается в районе озера Воже.
С особенностями строения недр связан второй показатель неоднородности их состава — магнитометрические данные, позволяющие определить направления магнитных аномалий3. В Вологодской области отрицательные магнитные аномалии наблюдаются довольно часто. Одна пересекает Вытегорский район с северо-востока на юго-запад приблизительно через село Девятины. Вторая, того же направления, проходит в Ковжинском районе несколько восточнее Анненского моста. Третья дугою идет от западного края Белого озера до города Вологды с выгибом на юго-запад. Четвертая, наиболее сильно выраженная, начинаясь севернее Верховажья, направляется на юго-запад. Пятая идет с северо-запада на юго-восток, пересекая реку Сухону несколько выше города Тотьмы. Шестая с верховьев реки Юга уходит на юго-запад за пределы области. Седьмая, северо-западного направления, подходит к южной границе области у реки Вой. Положительные аномалии, сближаясь, группируются с отрицательными в системы или имеют параллельное направление. Одна из них, малозаметная, от села Зубова Шольского района идет дугою на устье реки Мологи с выгибом в сторону Бабаева. Вторая лежит к востоку, но в непосредственной близости от верховажской отрицательной аномалии и параллельна ей. Третья идет западнее южного конца верховажской отрицательной аномалии в направлении на село Шуйское, откуда почти под прямым углом поворачивает на юго-восток. Четвертая, северо-западного направления, пересекает реку Сухону около устья реки Пельшмы.
Некоторые линии магнитных аномалий совпадают с линиями аномалий силы тяжести не только по направлению, но и на местности. Подобное их расположение не может быть случайным и безусловно отражает особенности строения глубоких зон земной коры. Кулойская и Пежемско-Шуйская положительные аномалии в этом отношении заслуживают особого внимания, так как лежат на линии перехода от нормальных показателей силы тяжести к повышенным и вместе с аномалией тяжести составляют естественную границу между восточной и западной частями области, которые резко отличаются различной степенью и различными формами нарушений в залегании осадочных пород.
Видимо, академик А. Д. Архангельский полагал, что магнитные аномалии по направлению соответствуют складчатости протерозойского возраста, так как на схеме простирания докембрийских пород он проводит линии протерозойских складок от устья реки Ваги на Окольную Сухону 4. Направление этих линий почти совпадает с системой магнитных аномалий и в общем северо-восточное с отклонением северного конца на север, а южного — на запад. Невольно напрашивается мысль — не соответствует ли эта система складок истинной границе восточного склона Балтийского щита. Если она своим происхождением обязана горообразованию протерозойского возраста, то по своему положению должна быть на окраине геосинклинали. До некоторой степени это подтверждается имеющимися различиями в нарушении напластований между востоком и западом области.
Переходя к знакомству с нарушениями залегания горных пород, мы должны прежде всего обратить внимание на то, что жесткость, как наиболее характерное свойство щитовых участков, проявилась на северо-западной окраине области при формировании котловины Онежского озера. Онегозерская впадина представляет собою провал, возникший на месте разлома Балтийского щита. Академик А. Д. Архангельский в книге «Геологическое строение и геологическая история СССР» пишет: «Действительно, иначе как сбросовыми опусканиями трудно объяснить возникновение замкнутых озерных впадин, достигающих более 100 м на Онежском и более 200 м на Ладожском озерах» 5.
На северо-западе можно отметить только одно значительное складчатое нарушение в Андомской горе на берегу Онежского озера. Причины возникновения андомских складок до сих пор не выяснены. По-видимому правильно будет приписать им оползневое происхождение, связанное с онегозерским провалом. На остальной площади северо-западной половины Вологодской области нарушения в залегании осадочных пород очень редки и представляют собою одиночные складки шириною 15—20 м, с углами падения крыльев 5—10°. Резкое нарушение в слоях известняков на ограниченном участке у деревень Ладунино и Васильеве в Кирилловском районе геолог Я. Т. Богачев в сборнике «Череповецкий округ» объясняет провалом кровли пещеры, вымытой током грунтовой воды. По мнению автора, смещение известняков в холмах у Ладунина и Васильева связано с деятельностью ледника,так как эти холмы являются продолжением цепи напорных морен западной части Кирилловского района.
В юго-восточной части области разломов и провалов не установлено. Е. М. Люткевич отмечает только одна вертикальное смещение на 1 м в толще пермских осадков на Малой Северной Двине6. Наоборот, внутриплатформенная складчатость на юго-востоке и востоке области — явление обычное. При этом одни складки имеют форму пологих волн шириною до 4 км, ширина других измеряется десятками метров и даже меньше. Малые складки носят поверхностный характер. Смещения в них захватывают только верхние слои на незначительную глубину. Подобное их строение могло возникнуть вследствие сильного сжатия верхних слоев в прогибе между двумя соседними поднятиями.
Смещения в юго-восточной части области не ограничиваются только складками. Довольно обычной формой нарушений по течению реки Сухоны и к юго-востоку от нее являются валообразные поднятия, увенчанные куполами. Одно такое поднятие отмечено в районе села Бобровского, второе — в районе города Тотьмы, третье — в районе устья реки Печенги, четвертое — наиболее крупное — имеет направление от города Солигалича (Костромской области) на верхнее течение реки Кичменги. Наличие данных поднятий было установлено по уровню и глубине залегания нижнего горизонта верхнепермских морских известняков. Преобладающее направление продольных осей складок и поднятий — северо-восточное, то есть приблизительно то же, что и у протерозойских складок, намеченных Архангельским.
Главное поле складчатости и поднятий лежит на юго-восток от полосы протерозойских складок. Это также указывает на большую пластичность земной коры в юго-восточной части области по сравнению с северо-западной и еще раз подтверждает вероятность принадлежности северо-западной половины Вологодской области к восточному склону Балтийского кристаллического щита. Нарушения юго-восточной части произошли в конце палеозоя. Таким образом, пластичность и подвижность кристаллического основания на юго-востоке области затухает позднее, чем на северо-западе.
Конец палеозоя был ознаменован на территории Вологодской области не только поднятиями, но и погружениями значительных площадей. Увеличение мощности напластований и глубины залегания морских известняков казанского яруса (верхней перми) указывает на постепенное падение слоев от Тотьмы на Котлас в сторону главного прогиба.
Второй прогиб поверхности казанских известняков имеет центром Пошехонье-Володарск, Ярославской области, куда направлено падение коренных напластований от города Вологды, от железнодорожной станции Шексна и от города Ярославля.
Смещения земной коры мезозойского времени носят совершенно иной характер, чем палеозойские. Несмотря на то, что южная и юго-восточная части Вологодской области в юрское время испытали сильный прогиб (в который влилось верхнеюрское море) и позднее были подняты, нарушений в мезозойских отложениях не наблюдается. Очевидно, кристаллическое основание после складчатости конца пермского периода приобрело достаточную устойчивость, при которой было возможно смещение крупных площадей кристаллического основания при спокойном положении лежащих на нем осадочных пород.
Отмеченные особенности строения и развития кристаллического основания повлияли на формирование осадочной толщи. Наклон поверхности кристаллического основания определил увеличение мощности отложений в восточном направлении для отдельных возрастных групп. В этом же направлении должен наблюдаться в каждой возрастной группе переход от мелководных отложений к глубоководным. Неодинаковая мощность кристаллического основания и разновременность приобретения им устойчивости на северо-западе и юго-востоке нашей области были причиной неодновременного затухания колебательных движений. На северо-западе размах колебательных движений снизился ранее, чем на юго-востоке, так что уже колебания пермского времени не могли вызвать морского покрытия в северо-западных районах. В результате получилось своеобразное расположение горных пород по возрасту. На северо-западе в поверхностных выходах залегают более древние горные породы, которые к юго-востоку постепенно сменяются более молодыми.
2) А. Д. Архангельский. Геологическое строение и геологическая история СССР, 1948, стр. 22. (Тектоническая карта Восточно-европейской плиты).
3) Отклонение северного конца магнитной стрелки от магнитного меридиана на восток указывает на положительную аномалию, а отклонение на запад — на отрицательную.
4) А. Д. Архангельский. Геологическое строение и геологическая история СССР. 1947, стр. 70 (Картосхема простирания докембрийских пород Восточно-Европейской платформы).
5) А. Д. Архангельский. Геологическое строение и геологическая история СССР, 1947, стр. 79.
6) Е. М. Люткевич. Общая геологическая карта Европейской части СССР, лист 70-й, 1939, стр. 69.
