Экспозиция "Геология Крыма"
Крымский полуостров почти со всех сторон окружен морем - с юга глубоководной частью Черного моря, с запада Евпаторийским и Каркинитским заливами, с востока Азовским морем. Вдоль северного и северо-восточного побережья Крыма протягивается Сиваш - залив Азовского моря. От Азовского моря Сиваш отчленен длинной косой - Арабатской стрелкой. С материком Крымский полуостров соединен лишь узким Перекопским перешейком (8 км длиной). Восточная оконечность Крыма носит название Керченского полуострова, который отделен от Таманского полуострова Керченским проливом (4-5 км шириной).
Географически Крым расположен в пределах 44°23' (мыс Сарыч) и 46°15' (Перекопский ров) северной широты, 32°30' (мыс Кара-Мрун) и 36°40' (мыс Фонарь) восточной долготы. Площадь Крымского полуострова составляет 25 880 кв. км, максимальное расстояние с севера на юг - 205 км, с запада на восток - 325 км.
По характеру рельефа Крым разделяется на три главные части: южную - горную, северную - равнинную и Керченский полуостров, отличающийся своеобразным холмисто-грядовым рельефом.
Крымские горы, занимающие меньшую, южную часть Крымского полуострова, простираются на 160 км вдоль берега Черного моря от Севастополя на западе до Феодосии на востоке, достигая максимальной ширины 50-60 км. В пределах горного Крыма выделяются следующие орографические части: Главная гряда, Южный берег и Предгорные гряды.
Главная гряда протягивается вдоль берега Черного моря от мыса Айя (район Балаклавы) на западе до Феодосийского залива (мыс Святого Ильи) на востоке. Это наиболее высокая полоса Крымских гор, в центральной части она достигает абсолютных отметок свыше 1500 м. К западу и к востоку гряда постепенно понижается. На крайнем западе она заканчивается у Балаклавы Балаклавскими высотами (316 м), а на востоке у Феодосии - холмистыми возвышенностями мыса Святого Ильи (310 м). Главная гряда возвышается над Южным берегом Крыма отвесными известняковыми обрывами. Северные склоны ее сравнительно пологие. Примечательной особенностью Главной гряды является то, что ее наиболее высокая часть не имеет вид гребня. Между ее южным крутым и северным пологим склонами расположены относительно ровные поверхности, которые то расширяются, то сужаются, а местами вовсе прерываются верховьями глубоких речных долин, направленных на взаимно противоположные стороны гряды. Такие столообразные поверхности называют яйлами, что в переводе с тюркского означает "летнее пастбище". Яйла отвесными скалами опускается в сторону моря, образуя обрывы высотой до 150-500 метров. Постепенно повышаясь с юго-запада на северо-восток, здесь простираются в разной мере обособленные, неодинаковой ширины и формы яйлы: Байдарская (500-700 м), Ай-Петринская (1200-1300 м) с примечательной зубчатой вершиной Ай-Петри (1231 м), Ялтинская (1300-1400 м), Никитская (1300-1450 м) и самая высокая в Крыму Бабуган-яйла (1400-1500 м) с высшей точкой Крымских гор горой Роман-Кош (1545 м). Ширина вершинной поверхности яйл колеблется от нескольких сот метров до 3-4 км на Бабугане. Северные склоны яйлинских массивов в ряде мест изрезаны глубокими долинами верховий рек, балок, нередко приобретающих вид каньонов. Особенно примечателен в этом отношении Большой каньон Крыма в Ай-Петринском массиве, описание которого приведено отдельно в этой книге.
Южный берег Крыма - это нижняя, прибрежная, наиболее пологая часть южного склона Главной гряды от мыса Айя на западе до Коктебеля на востоке. Постепенно расширяясь, она достигает 2 км напротив перевала Байдарские ворота, 6 км в районах Ялты и Гурзуфа, 12 км - в Алуштинском амфитеатре. Дальше на восток она сужается и у Кара-Дага Южный берег Крыма заканчивается.
Южный берег отличается большой эрозионной расчлененностью, для его ландшафта характерны многочисленные балки и овраги, террасированные речные долины и хорошо выраженные в западной половине Южного берега эрозионные амфитеатры (Ялтинский, Гурзуфский, Алуштинский и др.). Очень типичны для Южного берега многочисленные известняковые глыбы, загромождающие речные долины и овраги, и часто сплошь покрывающие водораздельные пространства. Выделяются также отдельные известняковые скалы (например, скалы Форос, Кошка и Дива у Симеиза, Генуэзская в Гурзуфе). В ряде мест крупные отторженцы яйлинских известняков образуют короткие поперечные скалистые хребты (Ай-Тодорский, Массандровский и Никитский гребни), горные массивы (Ласпи, Крестовая у Алупки, Алчак, Сокол и Орел у Судака).
Для западной части Южного берега характерны также формы рельефа в виде куполообразных массивов магматических пород. Одни из них (Аю-Даг, Плака) далеко выдвигаются в море скалистыми мысами, а другие высоко поднимаются к известняковым обрывам Южного берега. У пос. Берегового вулканические породы образуют живописные скалы мыса Ифигении, а у пос. Санаторного - куполовидные массивы и пересекающую трассу шоссе своеобразную гряду Дракон.
Крутосклонная местность Южного берега пересечена оврагами, балками, долинами коротких речушек и разделяющих их грядами. Многие реки верховьями образуют глубокие ущелья, а в ряде случаев водопады (Учан-Су у Ялты, Головкинского на р. Западный Улу-Узень, Джур-Джур на р. Восточный Улу-Узень и др.).
Очень примечателен Карадагский вулканический массив, расположенный между долиной р. Отузки и Коктебельской бухтой. Он состоит из двух основных форм рельефа: Берегового хребта (440 м), круто обрывающегося к морю, и отделенного от него седловиной высокого куполообразного массива Святой горы (574 м). У грандиозных обрывов Берегового хребта высятся над морем причудливые скалы Иван-Разбойник, Трон, Слон, Лев и Золотые ворота.
Предгорные гряды окаймляют Главную гряду с севера, протягиваясь примерно на 120 км и достигая ширины 20-30 км. Всего выделяется две куэстовых гряды - Предгорная и Внешняя (раньше их именовали Второй, или Внутренней, и Третьей грядами Крымских гор), отделяющиеся друг от друга и от Главной гряды понижениями, получившими названия продольных долин.
Предгорная гряда тянется от Инкермана у Севастополя на западе до Старого Крыма на востоке на 125 км. В западной части (у Бахчисарая) гряда достигает высоты 500-590 м. Восточнее г. Симферополя она слабо выражена, в районе г. Белогорска высота ее снова увеличивается и достигает 739 м (гора Кубалач). К северу от г. Белогорска находится очень эффектная скала Ак-Кая (Белая скала), на 160 м возвышающаяся над р. Биюк-Карасу. Южный, эрозионный склон Предгорной гряды крутой, обрывистый, северный - пологий.
Внешняя куэстовая гряда начинается у мыса Фиолент около Севастополя и простирается хребтом Кара-Агач и Сапун-горой до Мекензиевых гор. Вновь она появляется на правом берегу р. Бельбек у с. Верхнесадовое и тянется севернее Симферополя к междуречью рек Бештерек и Зуи. Протяженность ее составляет 114 км, а высота до 350 м (наибольшая у Бахчисарая). Восточнее она практически сливается с Внутренней грядой.
Равнинный Крым представляет собой сравнительно плоскую поверхность, постепенно повышающуюся к югу, в сторону Крымских гор. В рельефе выделяются Центрально-Крымская равнина, Тарханкутская возвышенная равнина и Северо-Крымская низменность.
Центрально-Крымская равнина плоская, редко расчлененная долинами рек, балками. Выделяются размерами долины Салгира и его притоков. В долинах рек хорошо выражены современная пойменная и первая надпойменная террасы.
Рельеф Тарханкутской возвышенной равнины отличается большой сложностью: на востоке расположено Восточно-Тарханкутское плато (120-130 м), а в западной части в рельефе выражены сменяющиеся с юга на север четыре гряды, разделенные понижениями. Поверхность равнины сильно расчленена. Неглубокое залегание неогеновых известняков и частые выходы их на дневную поверхность обусловливают довольно широкое развитие здесь карста (карры, поноры, небольшие гроты и пещеры). В прибрежной зоне Тарханкутской возвышенной равнины имеется ряд соляных озер лиманного типа.
Берега Тарханкутской возвышенной равнины абразионного типа, высокие (30-50 м), обрывистые. Здесь много ниш, гротов и пещер. На Джангульском участке побережья, протягивающемся в 5 км к северу от мыса Кара-Мрун, развиты оползни. В основании высокого (до 60 м) берегового обрыва залегают сарматские глины неогена, по которым сползают в море вышележащие известняки. Здесь широко развиты оползневые цирки, террасы, бугры, валы выпирания и глубокие развалы.
Северо-Крымская низменная равнина в структурном отношении представляет собой Присивашскую впадину. Это совершенно плоская, постепенно возвышающаяся на юг равнина. Отступление Сиваша в связи с поднятием низменности в современную эпоху привело к образованию террасы высотой 1,5-2,5 м над уровнем моря. Многочисленные сухие речки и балки впадают в узкие заливы Сиваша и Каркинитского залива, представляющие собой лиманы. Характерны озера лиманного типа, вытянутые с северо-запада на юго-восток.
Арабатская стрелка, отделяющая Сиваш от Азовского моря, является узкой намывной песчано-ракушечной пересыпью, созданной деятельностью прибоя и морского течения.
В равнинном Крыму находится около 50 соляных озер, расположенных вблизи побережья.
Керченский полуостров по геоморфологическим особенностям делится на два района: юго-западный и северо-восточный. Они разделяются Парпачским гребнем - увалом с обычно пологим северным и крутым южным склонами. Юго-западный район представляет собой волнисто-холмистую низменную равнину. Пологие возвышенности и холмы высотой до 50-80 м (Джау-Тепе, Дюрмень) разделены здесь понижениями, занятыми солончаками. Району свойственны действующие грязевые сопки (крупнейшая - Джау-Тепе). Северо-восточный район представляет собой холмисто-грядовую равнину со сложным сочетанием котловин, окруженных скалистыми известняковыми гребнями, и разделяющих их долин. Характерной формой рельефа здесь являются грязевые сопки.
В прибрежной зоне расположено много соляных озер. На обрывистых склонах развиты оползни.
В Крыму широко развиты мезозойские и кайнозойские образования преимущественно морского, в меньшей степени - прибрежно-морского, лагунного и континентального генезиса (Геологическая карта Крыма, автор М. В. Муратов, 1960). В пределах Главной гряды Крымских гор и узкой полосы Черноморского побережья предпочтительное развитие имеют флишевая триасово-юрская таврическая серия, карбонатные и терригенно-карбонатные породы верхней юры - нижнего мела. Во второй гряде гор интенсивно развиты морские глинисто-карбонатные отложения верхнего мела, которые перекрываются мощными толщами карбонатных пород палеогена. В предгорной гряде и далее к северу в Равнинном Крыму наблюдаются только неогеновые и четвертичные образования.
В основании разреза Крымских гор залегает таврическая серия, представленная ритмичным переслаиванием песчаников, алевролитов и аргиллитов. Мощность серии достигает нескольких километров. Ее фациальным аналогом является эскиординская серия, отличающаяся более грубым составом (присутствием мощных пачек конгломератов, обр. 405-4) и не ритмичным переслаиванием песчано-глинистых пород. Таврическую и эскиординскую серии характеризуют различные текстуры: гиероглифы на нижней поверхности песчаника (обр. 405-10), текстура "con-in-cone" (обр. 405-11), проблематичные образования Paleodyction (обр. 405-7), следы ползания червей (обр. 405-8). Очень характерны для таврической и эскиординской серий сидеритовые стяжения (обр. 405-5). В отложениях встречаются остатки морских организмов - аммонитов, двустворок (обр. 405-9).
Верхнеюрские образования слагают Главную гряду. Они представлены главным образом кораллово-водорослевыми известняками (обр. 405-1, 405-3, 405-6), образующими крупные рифовые массивы. В районе г. Демерджи, а также у г. Балаклава верхняя юра образована мощной толщей полимиктовых конгломератов (обр. 405-2).
Нижнемеловые отложения Горного Крыма - это разнообразные морские терригенные (преимущественно песчано-глинистые) и карбонатные образования. В пределах учебного полигона СПбГУ, расположенного в бассейне р. Бодрак, нижний мел представлен терригенно-карбонатными породами валанжина - готерива и глауконитовыми песчаниками верхнего альба. Отложения содержат богатый комплекс разнообразных биофоссилий: аммонитов (обр. 405-13), аптихов (обр. 405-16), наутилоидей (обр. 405-15), двустворок (обр. 405-14, 405-19), гастропод (обр. 405-20), кораллов (обр. 405-12, 405-17).
Верхнемеловые отложения Горного Крыма резко отличаются от нижнего отдела. Это мощная (до 400 м) глинисто-карбонатная толща, представленная преимущественно мергелями (обр. 405-20, 405-24) и известняками. Для верхнетуронского подъяруса очень характерна пачка с кремнями (обр. 405-31). Отложения содержат остатки двустворок (обр. 405-21), аммонитов (обр. 405-25), белемнитов (обр. 405-22, 23), губок (обр. 405-28). Верхнемаастрихтский подъярус отличается увеличением терригенной примеси в отложениях - это известковистые песчаники с многочисленными двустворками (обр. 405-29, 405-33, 405-34, 405-35).
Палеогеновые отложения залегают на верхнем маастрихте со стратиграфическим несогласием. В бассейне р. Бодрак датский ярус представлен мшанково-криноидными известняками, в которых встречаются зубы акул (обр. 405-30). На размытой поверхности датских известняков залегают мергели танетского яруса с многочисленными остатками двустворок и гастропод (обр. 405-36). Выше с несогласием залегают ипрские глины, которые вверх по разрезу переходят в нуммулитовые известняки симферопольского яруса эоцена, сложенные многочисленными раковинами простейших организмов (обр. 405-26, 405-27). Для палеогеновых отложений очень характерны многочисленные остатки двустворок (обр. 405-32) и морских ежей (обр. 405-37, 405-38).
На Керченском полуострове с неогеновыми отложениями связано месторождение осадочных железных руд (обр. 405-45а).
Взгляды на тектоническую природу Крымского полуострова и в особенности его южной части - Крымских гор у разных исследователей не одинаковы. Старые классические представления базируются на фиксистском понимании развития Крыма (геосинклинальное развитие и последующее замыкание). Соответственно Горный Крым - складчато-блоковая структура. Главными элементами считаются разноориентированные крутопадающие разломы, сформированные вертикальными движениями блоков земной коры. Такие представления нашли свое отражение на изданных геологических картах Горного Крыма, включая последнюю - карту масштаба 1:200 000 (1984 г.) под редакцией Н. Е. Деренюка.
Главная гряда Горного Крыма составляет ядро антиклинальной структуры, которое в его сохранившейся части сложено триасовыми, юрскими и нижнемеловыми отложениями. В строении северного крыла принимают участие верхнемеловые, палеогеновые и неогеновые породы. Южная часть ядра мегантиклинория и все южное крыло не сохранились - они опущены на дно Черного моря.
В строении Главной гряды Крымских гор выделяется целый ряд более мелких структурных элементов. Среди них первостепенными являются антиклинальные поднятия (антиклинории), сложенные породами таврической серии и средней юры, и синклинальные прогибы (синклинории), сложенные верхнеюрскими и отчасти нижнемеловыми отложениями. Структуры эти имеют сложное строение и нарушены более мелкими складками и разломами.
Таврическая серия служит основанием всех структурных элементов Главной гряды. В антиклинальных поднятиях смятые таврические породы выступают на поверхность, в синклинальных прогибах они опущены и перекрыты средней и верхней юрой и нижним мелом.
В Горном Крыму (по М. В. Муратову) выделяются три структурных этажа:
1. Нижний - породы таврической серии и средней юры.
2. Средний - верхнеюрские и нижнемеловые породы, образующие более спокойно построенные и крупные складчатые структуры. На крыльях антиклинальных поднятий они формируют моноклинали.
3. Верхний - породы верхнего альба - нижнего миоцена.
Некоторые исследователи второй и третий структурные этажи объединяют в один.
Верхнеюрские и отчасти нижнемеловые породы слагают Юго-Западный, Восточнокрымский и Судакский синклинории. Верхнеюрские известняки, участвующие в строении Юго-Западного синклинория, образуют Бабуган, Никитское и Ай-Петринское нагорья и всю гряду вплоть до Балаклавы и мыса Айя. Породы Восточнокрымского синклинория - это Демерджи, Чатыр-Даг, Караби и другие вершины восточной части Горного Крыма.
Самым большим из антиклинориев является Качинское антиклинальное поднятие, расположенное в верховьях рек Качи и Альмы и вытянутое в северо-восточном направлении. Оно ограничивает с севера Юго-Западный синклинорий, а с запада - окончание Восточнокрымского синклинория.
Второе поднятие - Леменско-Ялтинский (Южнобережный) антиклинорий - протягивается вдоль Южного берега Крыма от Фороса до Ялты.
Третье - Туакское поднятие - протягивается вдоль моря от Алушты до восточной оконечности Крымских гор.
Северо-западное и северное крыло антиклинального сооружения Горного Крыма в орографическом отношении соответствует предгорным грядам на участках между Севастополем, Симферополем и Феодосией. Породы, слагающие эти крылья, залегают моноклинально с общим наклоном к северо-западу и северу с углами падения от 20 до 3-4°. Лишь местами эта моноклиналь осложнена пологими складками и небольшими поперечными изгибами, а также поперечными сбросами.
На севере мегантиклинорий Горного Крыма граничит по предполагаемым разломам с эпигерцинской Скифской плитой.
Качинское антиклинальное поднятие имеет юго-западное простирание, погружаясь в том же направлении в долине реки Бельбека, где расположено его периклинальное замыкание. Ядро антиклинория сложено сильно перемятыми в складки породами таврической серии. Верхнеюрские и нижнемеловые слои перекрывают резко несогласно таврические и среднеюрские породы.
Структурно-мобилистская концепция строения Крыма наметилась задолго до появления фиксистской в 30-40-е годы XX века. Еще тогда такие крупные геологи, как А. С. Моисеев, К. К. Фохт и другие, выделяли в Крыму надвиги. Ю. В. Казанцев (1982) в своей монографии представил структуры Крыма в виде серии тектонических пластин, надвинутых с юга на север и сформированных мощным горизонтальным сжатием земной коры. Симферопольский геолог В. В. Юдин после детального изучения структур Горного Крыма обосновал в основном южное смещение блоков из предгорной части полуострова (Юдин, 1993, 1994, 1995а,б, 1996, 1998; Юдин, Герасимов, 2001). Его взгляды поддержали московские геологи В. С. Милеев, С. Б. Розанов, Е. Ю. Барабошкин и др. (Милеев, Розанов, Барабошкин, 1997, 1998; Милев и др., 2006, 2009). Наиболее полно представления В.В. Юдина изложены в его двух более поздних работах (2000, 2001).
Горный Крым - это складчато-надвиговая область. Согласно В. В. Юдину (2000, стр. 5), "основой современного представления о строении и эволюции сложно построенных регионов является выделение и прослеживание коллизионных швов - сутур. Это зоны, вдоль которых произошло полное поглощение (субдукция) океанической коры палеоокеанов и столкновение (коллизия) континентов". Им в Крыму выделены две сутуры (структуры первого порядка): Предгорная мезозойская и Северо-Крымская палеозойская. Предгорная сутура прослеживается по геофизическим данным под мезозойско-кайнозойскими отложениями через весь Крым и далее на Кавказ. Она является одним из главных разломов Крыма и отделяет Горнокрымский террейн (Крымию) от Скифской микроплиты (Скифии). Последняя на севере ограничена Северокрымской сутурой позднепалеозойского возраста. Шов перекрыт слабодеформированным чехлом из мезозойско-кайнозойских отложений, он имеет южное падение сместителя и протягивается за пределы Крыма.
Строение Горного Крыма, по В. В. Юдину, определяется надвигами северного падения, сопровождаемых складками и хаотическими комплексами. Главной структурой второго порядка в северном ограничении Горного Крыма В. В. Юдин считает полосу слабодислоцированных толщ мел-неогенового возраста, которую он назвал Куэстовой моноклиналью. Она формирует две асимметричные гряды, прорезанные многочисленными реками. Локальные структуры представлены, в основном, надвигами северного падения, чешуями и сильно сжатыми приразрывными складками. Размеры складок составляют от метров до сотен метров. Наиболее мелкие и интенсивные складки характерны для флиша таврической серии.
Хаотические комплексы в Горном Крыму - это меланжи и олистостромы. Эндогенно-тектонические меланжи развиты вдоль сместителей крупнейших надвигов и представляют собой часто мощные зоны дробления пород. Они состоят из полностью перетертого матрикса и разновеликих глыб-кластолитов, оторванных при смещении от крыльев разрыва. Территория учебного полигона СПбГУ в бассейне р. Бодрак относится к зоне Симферопольского меланжа - второго в Крыму по величине и сложности строения (Юдин, 1993). Он наклонен к северу и прослеживается вдоль Предгорной сутуры широкой (1-6 км) полосой через весь Горный Крым. Матрикс представлен интенсивно перетертыми и смятыми фрагментами таврического флиша, а также глинами от средней юры до нижнего мела. Глыбы - кластолиты, размерами от метров до первых сотен метров, состоят из песчаников, известняков, конгломератов и различных магматитов. Наиболее древние из них имеют раннекаменноугольный и пермский возраст. Нижнекаменноугольная глыба обнажается на правом берегу р. Бодрак в районе деревни Трудолюбовка. Другие глыбы датированы триасом, юрой и ранним мелом.
Экзогенно-тектонические олистостромы формируются при оползневом смещении по склону очень крупных масс пород. Как правило, они связаны с разрушением фронтальных частей надвиговых систем. В олистостромах выделяют два элемента - разновеликие массивы из прочных, обычно однотипных пород, называемых олистолитами, и матрикс - хаотичное скопление мелких обломков из вмещающих толщ осадочного происхождения. Ярким примером подобных структур юга Горного Крыма является Массандровская олистострома, названная по ранее выделяемой "свите" неоген-четвертичного возраста. Ее можно наблюдать, путешествуя вдоль южного берега Крыма, по шоссе Севастополь - Алушта. Вся узкая полоса крутого южного берега покрыта оползневыми и обвальными шлейфами, матрикс которых сложен ожелезненными известняковыми брекчиями красного и бурого цвета, местами с цементом и прослоями бурых суглинков. Олистолиты сложены верхнеюрскими известняками, размеры которых от десятков метров до первых километров. При смещении на несколько километров по подстилающим глинистым толщам некоторые массивы разворачивались на 90° (г. Кошка), некоторые двигались не всегда перпендикулярно склону (скала Ласпи). Часть олистолитов сползла в море (скалы Адалары), а часть расположена на шельфе и континентальном склоне в 10-20 км от Главной гряды.
Большой интерес вызывает Горнокрымская олистострома раннемелового возраста. Она выделена на обширной территории Главной гряды и ее предгорий, размерами 20х150 км. Матрикс сложен нормально-осадочными и хаотически перемешанными породами нижнего мела. Олистолиты, число которых более 100, состоят из мраморовидных известняков и в меньшей степени конгломератов верхней юры. Их размеры - от десятков метров до десятков километров. Они слагают возвышенности и яйлы Главной гряды. Тектонические контакты в основании массивов из верхнеюрских известняков и конгломератов, по В. В. Юдину, наблюдаются в абсолютном большинстве обнаженных участков. Особенно хорошо это видно, например, в карьере Мраморном на Чатыр-Даге, где разрабатывается тектоническая брекчия. При бурении в Мраморном карьере и других местах Крыма под верхнеюрскими известняками вскрыты более молодые нижнемеловые породы. Сползание олистолитов на расстояние 20-30 км, по В. В. Юдину, происходило с юга, с располагавшегося южнее предпозднемелового поднятия.
Магматические образования в бассейне р. Бодрак представлены преимущественно породами основного состава - долеритами (обр. 405-40), диоритами (обр. 405-43), авгитовыми порфиритами (обр. 405-39). Они образуют комплекс малых интрузий - дайки, силы, штоки. По данным определения абсолютного возраста магматические породы относят к средней юре (байосу). Вулканогенно-осадочные образования бассейна р. Бодрак представляют собой часть карадагской серии средней юры и сложены разнообразными туфами (обр. 405-42), туфопесчаниками, туфоалевролитами, лавами основного состава общей мощностью несколько сотен метров.
