ДЕВОНСКИЙ ПЕРИОД

Девон - наиболее изученный из всех периодов палеозойской эры на территории Беларуси. Это связано с большим практическим значением накопившихся в это время образований (калийные и камен­ная соли, нефть, доломит, пресные и минеральные подземные воды, промышленные рассолы).

Девонский период отмечен по крайней мере двумя кардиналь­ными перестройками структурного плана территории, повлекшими за собой существенные изменения контуров области осадкона­копления.

Первая перестройка произошла в раннедевонскую эпоху. Эта эпоха началась лохковским веком, в течение которого осадконакопле- ние имело место только в Подлясско-Брестской впадине и на Волын­ской моноклинали. Причем, оно было сосредоточено лишь на несколь­ких отдельных участках. Это была мелководная морская карбонатная седиментация в условиях, очень благоприятных для обитания бенто­са (мшанки, брахиоподы, криноидеи) и водорослей.

В конце лохковского века море полностью покинуло террито­рию Беларуси, которая оставалась сушей на протяжении всего праж­ского века и первой половины эмского века.

Наступил герцинский геотектонический этап, который продлил­ся до среднего триаса включительно. Главным событием этого этапа, произошедшим на его девонском отрезке, стало формирование При- пятского прогиба - тектонически чрезвычайно активной, рифтовой, структуры. Но начался герцинский этап стадией спокойного тектони­ческого режима на всей территории Беларуси. Эта стадия охватила эмс- кий век раннего девона, всю среднедевонскую эпоху и половину фран- ского века позднего девона и характеризовалась невысокими темпами погружения территории (5-38 м/млн лет).

Во второй половине эмского века значительная часть террито­рии Беларуси оказалась занятой морем, однако область его распрост­ранения была уже совсем не той, что в начале раннего девона на кале­донском этапе. Погружалась восточная половина территории Беларуси, представлявшая собой в это время западную центриклиналь- ную часть Московской синеклизы. Шла морская седиментация в пре­делах Оршанской впадины, Латвийской и Жлобинской седловин, вос­точных склонов Белорусской антеклизы, отдельных участков севера и северо-запада территории будущего Припятского прогиба. Эмское эпиконтинентальное море было мелководным; терригенное осадкона- копление в нем сочеталось с карбонатным. В отдельные отрезки вре­мени бассейн испытывал значительный привнос грубообломочного не­отсортированного материала - формировались слои гравелитов и раз- нозернистых песчаников. О существенной динамике водных масс свидетельствует и частое присутствие в разрезе оолитовых карбонат­ных пород. В другие отрезки эмского века имела место карбонатная седиментация в более спокойной гидродинамической обстановке (мер­гели, известняки, доломиты, в том числе водорослевые).

Море среднедевонской эпохи занимало примерно те же пло­щади, что и в конце раннего девона. Вместе с тем, начиная с эйфель- ского века, оно уже повсеместно заливало территорию Припятского прогиба (рис. 36).

Для эйфельского века было характерно значительное разнооб­разие обстановок осадконакопления в мелком эпиконтинентальном море. Палеогеографические условия в бассейне седиментации меня­лись от слегка опресненных морских в начале адровского времени,

Рис. 36. Палеогеография территории Беларуси в эйфельский век средне- девонской эпохи. I - море, 2 - прибрежные равнины, периодически заливаемые мо­рем, 3 - суша, 4 -направление сноса обломочного материала; условные обозначения представителей органического мира даны на рис. 33.

 

когда аккумулировался неотсортированный песчаный материал, до имевших место в освейское время эвапоритовых, отмеченных в раз­резе широко развитыми пластами гипса и ангидрита, а на отдельных участках Припятского прогиба - даже каменной солью. Было на территории Беларуси в эйфельский век и море с водой нормальной со­лености, о чем свидетельствует присутствие карбонатных и глинис­то-карбонатных пород с обилием остатков фауны, в том числе брахио- под и кораллов (костюковичский горизонт).

Береговая линия эйфельского бассейна проходила недалеко от современной границы распространения отложений. У этой границы в породах увеличивается содержание песчаного материала, мергели замещаются глинами, исчезают сульфатные породы. Суша, судя по составу эйфельских отложений, по-видимому, представляла собой низ­менную равнину.

В живетский век среднего девона море несколько отступило на восток с восточных склонов Белорусской антеклизы; в остальном его контуры остались теми же, что в эйфельский век. Море было мел­ководным, области сноса (Украинский щит, Белорусская и Воронеж­ская антеклизы) представляли собой сушу с невысокими гипсометри­ческими отметками. На протяжении живетского века суша, очевидно, выравнивалась: в первой половине века накапливался преимуществен­но песчаный и алевритовый материал, во второй - глинистый и кар­бонатный.

Началась позднедевонская эпоха - время, на территории Бе­ларуси наиболее насыщенное разнообразными и яркими геологичес­кими событиями.

Вместе с тем, в начале франского века, в ланское время, усло­вия осадконакопления сохранялись еще весьма похожими на те, что были в живетском веке среднедевонской эпохи. Продолжалась мел­ководная морская терригенная седиментация; в первой половине лан­ского времени в основном накапливался песчаный материал, а во второй - глинистый. Одна из отличительных особенностей осадкона­копления этого времени по сравнению с живетским веком состояла в том, что морской бассейн несколько сократился в северной части вследствие отступания на восток. Таким образом, сформировались две разобщенные зоны осадконакопления - северо-восточная, охватывав­шая Латвийскую седловину и Оршанскую впадину, и юго-восточная - в пределах территории Припятского прогиба, Брагинско-Лоевской сед­ловины и южных районов Жлобинской седловины (рис. 37). Второе отличие - появление в конце ланского времени в юго-восточной части

Рис. 37. Палеогеография территории Беларуси во франский век поздне- девонской эпохи. I - море, 2 - прибрежные равнины, периодически заливаемые мо­рем, 3 - суша, 4 - трубки взрыва, 5 - вулканы, 6 -направление сноса обломочного ма­териала; условные обозначения представителей органического мира даны на рис. 33.

 

территории Беларуси сильно осолоненных обстановок лагунного типа, свидетельством чего служат пропластки и гнезда ангидрита в глинис­том разрезе.

В саргаевское и семилукское время франского века продолжалось прогибание северо-восточного и юго-восточного сегментов территории Беларуси. Однако в отличие от ланского времени здесь началось кар­бонатное осадконакопление. Суша, окружавшая седиментационный бас­сейн (Белорусская антеклиза, Полесская седловина, Украинский щит и Воронежская антеклиза), была сильно пенепленизирована, имела рав­нинный рельеф, и обломочный материал, который с нее сносился, был представлен только глиной. Поставка глинистого материала в бассейн осадконакопления была особенно ощутимой в начале саргаевского и нача­ле семилукского времени, когда сформировались мергельные пласты.

В первой половине саргаевского времени на территории При­пятского прогиба существовал мелководный морской бассейн с повы­шенной соленостью; временами отлагался сульфатный материал. Во второй половине саргаевского времени и в семилукское время в усло­виях неглубокого моря с нормальной соленостью накапливались кар­бонатные илы. На относительно приподнятых участках дна, где воды бассейна хорошо прогревались и аэрировались, создавались благопри­ятные условия для жизни организмов-рифостроителей (строматопо- роидеи, кораллы) и формировались органогенные постройки. В свя­зи с пологостью форм донного рельефа органогенные постройки были пластообразными. На относительно погруженных участках морского дна отлагались преимущественно глинисто-карбонатные, нередко тем­ноцветные осадки с подавленными биоценозами фауны.

Периодически в саргаевско-семилукское море северо-восточ­ной части территории Беларуси морские течения приносили воду, обо­гащенную кремнеземом, что приводило к вспышкам жизнедеятельно­сти организмов с кремневыми скелетами. Последние растворялись в иловых растворах карбонатных осадков, и из этих, богатых кремнезе­мом, растворов формировались кремневые конкреции.

В конце семилукского времени морской бассейн отступил с тер­ритории Беларуси. Региональный перерыв в осадконакоплении отме­чен пластами выветрелых высокопористых и кавернозных карбонат­ных пород в кровле семилукского горизонта. К уровню этого перерыва в седиментации приурочен целый ряд нефтяных залежей Припятско- го прогиба.

Семилукским временем завершилась первая стадия герцинского этапа, которой для всей территории Беларуси были присущи тектони­чески спокойные условия седиментации, небольшие мощности нако­пившихся отложений, незначительная дифференциация мощностей на площади осадконакопления. Территория Припятского прогиба оста­валась составной частью Московской синеклизы.

В речицкое время франского века на территории Беларуси на­чалась вторая стадия герцинского геотектонического этапа, которая за­кончилась в конце фаменского века. На этой стадии прогибалась вос­точная часть территории страны, в пределах которой существовали две зоны, развивавшиеся совершенно по-разному.

Северная часть области осадконакопления (крайние восточные и юго-восточные районы Оршанской впадины) представляла собой западный моноклинальный склон Московской синеклизы. Здесь в тектонически спокойных условиях на протяжении речицкого, воронеж­ского, евлановского и чернинского времени франского века и задон­ского времени фаменского века шла мелководная морская седимента­ция. Ею была охвачена весьма незначительная площадь. В результате сформировались очень маломощные преимущественно карбонатные и карбонатно-глинистые отложения, которые изучены недостаточно.

Гораздо большего внимания заслуживает южная часть терри­тории, для которой вторая стадия герцинского этапа характеризова­лась рифтовым режимом развития. Здесь, начиная с речицкого време­ни, формировалась чрезвычайно активная структура - Припятский прогиб (рифтовый грабен), - которая стала северо-западным оконча­нием Припятско-Донецкого авлакогена. Именно на рифтовой стадии накопились верхняя часть подсолевой карбонатной толщи, нижняя солевая, межсолевая, верхняя солевая и надсолевая толщи Припятского прогиба, а также сопряженная с ними щелочно-ультраосновная- щелочно-базальтоидная вулканогенная формация. Для рифтовой ста­дии были характерны: I) максимальное по масштабам проявление маг­матизма и галогенеза; 2) максимальные мощности накопившихся отложений; 3) формирование высокоамплитудных (многосотметро- вых) разломов преимущественно сбросового типа; 4) образование сложной пликативно-блоковой и блоково-пликативной структуры отложений; 5) широкое проявление галокинеза в соленосных толщах.

Речицкое время ознаменовалось началом заложения рифтовых разломов и последовательного нарастания темпов погружения. Морская трансгрессия, наступавшая с востока - со стороны Днепровско-Донец- кого прогиба, - охватила восточную половину территории Припятского прогиба. Шла карбонатная и глинисто-карбонатная седиментация в мелководных условиях. Окислительно-восстановительная граница про­ходила в толще осадка, в результате чего отложения имеют существен­но красноцветную окраску. В пределах Северо-Припятского плеча и Жлобинской седловины в это время начались активные магматические процессы, приведшие к образованию трубок взрыва.

В воронежское время морская трансгрессия продвинулась на запад и охватила почти весь Припятский прогиб. В начале воронежс­кого времени море было неглубоким, о чем свидетельствуют тексту­ры взмучивания, оолиты, трещины усыхания, и нормально-соленым (колонии кораллов). Затем, начиная с восточных районов, происходи­ло углубление бассейна, обусловившее тонкую слоистость и темно- цветность накапливавшихся карбонатных отложений. Со второй половины воронежского времени началась садка сульфатов; в евланов- ское и чернинское время возник настоящий солеродный бассейн, в ко­тором сформировалась нижняя солевая толща. Галогенез был вызван периодическим затруднением и прекращением питания бассейна мор­ской водой с востока. Это происходило благодаря формированию тек­тонических и вулканических барьеров. Первые возникали в связи с высокоамплитудной разломной тектоникой, вторые - в результате вул­канических извержений, имевших место в это время в северо-восточ­ной части Припятского грабена и на Брагинско-Лоевской седловине. Периодические ослабление и усиление связи солеродного бассейна с питающим водоемом были причиной смены вещественного состава накапливавшихся осадков. При восстановлении или усилении прито­ка свежей воды, что сопровождалось опреснением бассейна, аккуму­лировались глинисто-карбонатные илы. Скорость их накопления была гораздо ниже, чем солей; поэтому отдельные участки бассейна в ус­ловиях продолжавшегося прогибания становились относительно глу­боководными. При затруднении или прекращении связи солеродного бассейна с питающим интенсивное испарение в условиях аридного климата приводило к уменьшению уровня воды и площади бассейна, концентрированию морских растворов и, как следствие, к садке суль­фатов, затем каменной, а иногда и калийных солей в наиболее погру­женных участках прогиба.

В северо-западной, юго-западной и крайней северной частях седиментационного бассейна погружение территории было наимень­шим. В результате здесь вместо солей накапливались сульфатные, карбонатные или терригенные отложения, иногда формировались строматолитовые постройки. Источниками терригенного материала были Украинский кристаллический щит, Микашевичско-Житкович- ский выступ, Белорусская антеклиза. При вулканических изверже­ниях в северо-восточной части Припятского грабена, на Северо- Припятском плече и Брагинско-Лоевской седловине происходили значительные выбросы пирокластического материала, который рас­пространялся по территории бассейна осадконакопления, иногда образуя пачки туфов и туффитов мощностью до 5 м.

Площадь франского бассейна соленакопления на территории прогиба была максимальной в конце евлановского времени. В чернин- ское время она начала постепенно сокращаться. В домановичское вре­мя садка каменной соли сменилась осаждением сульфата кальция, на северо-востоке продолжался вулканизм.

С начала фаменского века началось формирование межсолевой толщи; ее накопление происходило в течение задонского, елецкого и петриковского времени. Седиментация межсолевых отложений про­текала в условиях интенсивных конседиментационных тектонических движений, обусловивших сильную, главным образом, субширотную батиметрическую дифференциацию морского бассейна. В разных частях Припятского грабена существовали разные условия осадко- накопления.

В южной части близость источников сноса обусловила значи­тельную роль кластогенной седиментации, которая компенсировала прогибание дна бассейна. Поставщиками обломочного материала были временные водные потоки, а возможно, и реки, стекавшие с се­верных склонов Украинского щита, в меньшей степени с южной час­ти Микашевичско-Житковичского выступа. Образования авандельт таких потоков установлены в пределах ряда площадей. Мелководные условия осадконакопления, связанные с поступлением больших масс обломочного материала и ростом редких водорослевых биогермов, временами сменялись относительно глубоководными, где накаплива­лись глинисто-мергельные отложения с планктонно-нектонной фауной и конодонтами, радиоляриями и кремневыми губками. Морской бас­сейн южной части Припятского грабена был заполнен водой нормаль­ной, а может быть, и несколько пониженной (в связи с действием вод­ных потоков с суши) солености. Однако периодически соленость воды увеличивалась и достигала стадии садки сульфата кальция.

Юго-западная часть грабена в задонско-елецко-петриковское время представляла собой терригенно-карбонатный шельф. В центре этой зоны карбонатное осадконакопление доминировало над терриген- ным. На отдельных приподнятых участках дна здесь шло формирова­ние онколито-строматолитовых биостромов и биогермов, ракушняко- вых банок. В районах, прилегавших к Украинскому щиту и Микашевичско-Житковичскому выступу, отлагались кластогенные осад­ки, транспортом которых были временные потоки и реки. Судя по на­бору фаунистических остатков в породах и в связи с близостью расчле­ненной, довольно высокой суши, надо полагать, что море в этой части бассейна было нормальной солености или несколько опресненное.

В центральной части Припятского грабена в «межсолевое» вре­мя существовал относительно глубоководный бассейн, в котором в условиях некомпенсированного прогибания дна отлагались богатые рассеянным органическим веществом темноцветные глинисто-мерге­листые осадки, нередко (особенно в елецкое и петриковское время) с большим количеством радиолярий и кремневых губок и значительно окремненные (доманикоидная фация). На юге центральной части гра­бена елецко-петриковское время характеризовалось поступлением пес- чано-алевритового материала, который смешивался с глинисто-карбо­натными осадками. В пределах восточной части центральной зоны на нормально осадочный процесс были наложены элементы вулкано- генно-осадочного литогенеза, что приводило к формированию туфо- генных отложений. Глубоководный бассейн центральной части был обрамлен участком моря с батиметрической характеристикой, пере­ходной к мелкому шельфу. Здесь на отдельных участках возникали условия, благоприятные для обитания водорослей и других организ­мов, которые формировали органогенные постройки.

Северная часть грабена в задонское время - область чередова­ния фациальных обстановок мелкого и углубленного шельфа. В пре­делах Речицко-Вишанской и Червонослободской зон приразломных поднятий, северной прибортовой области и в районе полосы Глусская - Восточно-Дроздовская - Петриковская площади в теплом море нор­мальной солености шло накопление карбонатных осадков, в значитель­ной степени биогенных, образование водорослевых построек. Обстановка углубленного шельфа, где формировались глинисто-кар­бонатные отложения с бентосно-планктонной фауной, была характерна для зон приразломных опусканий (Предберезинской и Предречицкой) и моноклинальных склонов Речицко-Шатилковской и Малодушинс- ко-Червонослободской ступеней. В елецкое и петриковское время во­сточная часть северной зоны грабена оказалась охваченной процес­сом глубоководной седиментации доманикоидного типа, а на остальной части севера территории существовал углубленный шельф, временами на отдельных отмелях сменявшийся условиями, благопри­ятными для формирования органогенных построек.

В северо-западной части Припятского грабена (в Старобинской депрессии) и на юге Северо-Припятского плеча на протяжении задон- ско-елецко-петриковского времени существовало мелкое море с пре­имущественно карбонатным осадконакоплением. Местами здесь образовывались небольшие водорослевые биостромы.

В северо-восточной части Припятского грабена и на Брагинско- Лоевской седловине в елецкое время имела место интенсивная вулка­ническая деятельность. В результате подводных и надводных извер­жений центрального и трещинного типа образовалась мощная толща эффузивных пород, вулканических туфов, туфобрекчий и туффитов. На склонах вулканических конусов формировались атоллы и биогерм- ные массивы.

В «межсолевое» время были периоды, когда соленость воды су­щественно превышала нормально морскую. Так, в конце ранне- задонского и позднезадонского времени на значительной площади При- пятского бассейна шло накопление сульфатных илов. А на отдельных погруженных участках южной и центральной частей прогиба в течение короткого отрезка задонского времени образовывалась каменная соль. Она накапливалась при концентрировании рассолов, которые форми­ровались в результате выщелачивания франских соляных куполов.

Важной особенностью «межсолевого» седиментационного бассейна были нередкие перерывы в осадконакоплении. Во время снижения уровня воды в бассейне поднятые приразломные части многих тектонических ступеней и блоков оказывались выше уровня моря. Это приводило к выщелачиванию карбонатных пород метеор­ными водами и формированию хороших коллекторов нефти. На не­которых подобных участках межсолевые отложения оказались пол­ностью размытыми.

К концу петриковского времени центральная часть Припятского прогиба представляла собой относительно глубоководную котловину (до 700 м), некомпенсированную осадконакоплением. Основными об­ластями сноса были Украинский щит и Микашевичско-Житковичский выступ. Белорусская антеклиза была низменной равниной и постав­ляла в бассейн ограниченное количество глинистого материала. При­пятский бассейн имел связь с бассейном Днепровско-Донецкого про­гиба, которая периодически прерывалась в районе Брагинско-Лоевской седловины. Это в условиях аридного климата предопределило возмож­ность соленакопления. Оно началось в лебедянское время, продолжа­лось в оресское, стрешинское, а на отдельных участках северной части Припятского грабена и в полесское время и привело к формированию мощной верхней солевой толщи, сложенной каменной солью, силь­винитом и карналлитом, которые перемежались несолевыми порода­ми. Во время образования этой толщи темпы погружения территории были самыми высокими на протяжении всего фанерозоя и составля­ли 150-784 м/млн лет.

В начале лебедянского времени накопление каменной соли про­исходило в наиболее погруженных участках бассейна. Затем этот про­цесс распространился на выступы внутри котловины; в конце концов она вся заполнилась солью. Так образовалась нижняя галитовая под- толща верхней солевой толщи. При ее формировании садка каменной соли не была непрерывной. Установлено шесть-семь стадий относи­тельного снижения солености воды в эвапоритовом бассейне в резуль­тате восстановления его связи с питающим Днепровско-Донецким прогибом. При этом галогенез прерывался. На сводах поднятий и по периферии бассейна формировались карбонатные водорослевые и ангидритовые банки, а в погруженных частях накапливались тонкосло­истые глинистые и сульфатно-глинистые осадки.

В начале оресского времени произошла активизация тектонических движений, приведшая к некоторому поднятию суши, окружавшей эвапоритовый бассейн. Это вызвало увеличение количества обломочного, преимущественно глинистого, материала, поступавшего в бассейн. Солеродный водоем вступил в новую стадию развития, существенной особенностью которой являлось значительное влияние континентальных вод на процесс галогенеза; бассейн из морского превратился в континентально-морской. Пло­щадь бассейна сократилась, сместившись на северо-запад. Кон­центрация солей в его воде сильно возросла. Началось формирование глинисто-галитовой (калиеносной) подтолщи верхней солевой толщи, которое продолжалось в стрешинское, а участками и в полесское время. Особенностью осадконакопления было частое чередование отложения галита, сильвина и галопелитового мате­риала. На заключительной стадии развития эвапоритового бассейна, кроме того, происходило осаждение карналлита. В целом бассейн был мелководным, о чем свидетельствуют наличие оолитов, прослоев строматолитовых известняков, знаки ряби в каменной соли, косая слоистость в песчаниках и алевролитах.

Определенное влияние на осадконакопление в лебедянско-орес- ско-стрешинское время оказывала вулканическая деятельность. В раз­резе калиеносной подтолщи встречаются прослои глин с реликтовой пепловой структурой.

Важным элементом геологического развития верхней солевой толщи стали процессы соляной тектоники, которые начали проявляться уже в лебедянское время и продолжались до кайнозоя включительно. Большая часть амплитуды соляных структур была обусловлена отто­ком соли галитовой подтолщи из синклинальных зон и ее нагнетани­ем в соляные валы. В результате первичное (седиментационное) распределение мощностей подтолщи (большие - на погруженных участках, малые - на приподнятых) поменялось на противоположное. Современная мощность подтолщи изменяется от первых десятков мет­ров на опущенных крыльях разломов до 1000-3200 м - на поднятых. Соляной тектогенез в галитовой подтолще сыграл важную роль в фор­мировании и размещении отдельных суббасейнов, в которых накап­ливались отложения калиеносной подтолщи.

Вторая половина стрешинского времени ознаменовалась окончанием галогенеза на большей части территории Припятско- го прогиба. Наступил перерыв в осадконакоплении, во время кото­рого верхняя часть калиеносной подтолщи подверглась процессам размыва и подземного выщелачивания. В результате этих процес­сов нижняя часть надсолевой девонской толщи оказалась сложен­ной преимущественно глинисто-мергельными породами, представ­ляющими собой нерастворимый материал каменной и калийных солей. Пласты ангидрита вследствие его гидратации превратились в пласты гипса. Нередко (особенно в северо-западной части про­гиба) в породах присутствуют прослои и прожилки гематита - про­дукта растворения сильвинитов, красная окраска которых вызвана примесью оксидов железа.

Наступило полесское время фаменского века. Им завершились девонский период и рифтовая стадия развития территории Припятского прогиба. После перерыва в седиментации, обусловившего выщелачи­вание верхней части эвапоритовой толщи, территория прогиба вновь испытала погружение. Однако темпы погружения (118­392 м/млн лет) были уже гораздо ниже, чем во время накопления верх­ней солевой толщи. В результате трангрессии моря сформировался бас­сейн с преимущественно нормально соленой водой, который на восто­ке через Брагинско-Лоевскую седловину соединялся с морским бассейном Днепровско-Донецкого прогиба, а также (вероятно, кратко­временно) имел связь с бассейном Московской синеклизы на севере и Львовским бассейном на юго-западе. В мелководном полесском море шла карбонатно-терригенная седиментация при значительном привно- се обломочного материала со склонов Украинского щита, а также с Ми- кашевичско-Житковичского выступа и Брагинско-Лоевской седловины.

Полесское море было очень благоприятным для обитания сине- зеленых водорослей. На поднятиях дна бассейна их жизнедеятельность приводила к образованию карбонатных водорослевых построек; на бо­лее погруженных участках формировались пласты горючих сланцев, которые особенно сильно развиты в западной части бассейна.

В Днепровско-Донецком прогибе в это время продолжался вул­канизм, и оттуда в Припятский бассейн осадконакопления воздушным путем поступал пепловый материал. Поставщиком вулканогенного материала была также Брагинско-Лоевская седловина, на которой в полесское время размывались вулканогенно-осадочные породы.