0
Экологический клуб
 
"STENUS"
 
 
 
Калужский краеведческий Интернет-портал


 
Новиков В.П., Модин И.Н.   Новые данные о геологическом строении урочища «Чертово Городище»   / /   Вопросы археологии, истории, культуры и природы Верхнего Поочья: Материалы XI Всероссийской научной конференции 5-7 апреля 2005 г.     Калуга:   Издательство «Полиграф-Информ»   -   2005 C. 294-297.


НОВЫЕ ДАННЫЕ О ГеологическоМ строениИ УРОЧИЩА

ЧЕРТОВО ГОРОДИЩЕ


В.П. Новиков, к. г.-м. н., Национальный парк «Угра»
И.Н. Модин, к. г.-м. н., Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова


Урочище Чертово Городище (Козельский район Калужской области), объявленное в 1973 году региональным памятником природы, с 1997 года является отдельным участком национального парка «Угра» площадью 367 га. Неоднократно описываемое с конца XIX века и известное прежде всего благодаря легендам и ботаническим находкам, это урочище с 90-х годов 20-го столетия изучается и как памятник археологии [1]. Специальных геологических исследований на территории городища не проводилось, но большинством авторов признавалась принадлежность имеющихся здесь скальных выходов песчаников к отложениям каменноугольной системы. О происхождении этих выходов и сложенного песчаниками каменного холма городища высказывалось много предположений: от естественного ледникового или эрозионного генезиса до искусственных мегалитов [2].

В структурном отношении район Чертова Городища тяготеет к Козельскому поднятию в палеозойских отложениях южного крыла Московской синеклизы [3]. Анализ геологического строения территории, достаточно хорошо изученной в конце 40-х — начале 50-х годов ХХ века бурением на уголь в районе г.Сосенского, показывает, что стратиграфически песчаники Чертова Городища принадлежат нижней части тульского горизонта нижнего карбона. Этот горизонт слагается кварцевыми песками, глинами с тонкими прослоями бурых углей. По данным разведочного бурения мощность горизонта достигает 57 м (в среднем 20 м); в западном направлении он выклинивается за счет предчетвертичного эрозионного среза. В кровле горизонта отдельными скважинами вскрыты линзовидные тела кварцевых песчаников (сходных с обнажающимися в урочище) мощностью до 17 м и протяженностью в первые сотни метров. Помимо Чертова Городища подобные песчаники местами выходят на поверхность на удалении до 10 км от урочища к северу и северо-востоку. Отсутствие этих песчаников в других местах можно объяснить разными причинами: залеганием их на некоторой глубине от поверхности по мере удаления от свода Козельского поднятия, эрозионным срезом и, наконец, линзовидным характером самих песчаниковых тел.

В урочище Чертово Городище рассматриваемые песчаники слагают вершину холма на правом берегу р.Чертовской, где и обнажаются в виде скальных стенок высотой до 5–6 м. Местами угадывается их пластовый характер, иногда с незначительным падением (не более 3–5 градусов) в южных румбах. Макроскопически это светло-серая на свежем сколе, иногда пятнистая или слабо ожелезненная кварцитовидная порода, с искрящимся, сахаровидным изломом.

Под микроскопом, в петрографических шлифах, порода выглядит как мономинеральный кварцевый песчаник, мелкозернистый, с кремнистым цементом. Песчаник сложен преимущественно окатанными зернами кварца размером от 0,1 до 0,4 мм (преобладают 0,15–0,25 мм). Кварц в зернах микротрещиноватый, иногда мозаично-угасающий, с микровключениями газово-жидких пузырьков, рудного минерала, изредка — апатита. Отчетливой сортировки обломочного материала не наблюдается. В качестве акцессориев присутствуют мелкие окатанные зерна циркона, турмалина, эпидота (цоизита), глауконита, оксидов титансодержащих минералов, окисленного магнетита, а также биотита.

Цемент породы сложный. На долю порового цемента, заполняющего пространство между обломочными зернами и представленного кварц-халцедоновыми агрегатами с небольшой примесью гидрослюд, новообразованного пирита, гидроокислов железа, иногда — карбоната, обычно приходится не более 10–12 %. Основной тип цемента — контактовый, вдавливания, регенерационный (характеризуется разрастанием зерен кварца за счет порового цемента с восстановлением свойственной этому минералу кристаллической формы и появлением кристаллических граней), реже — крустификационный в порах. Вследствие эпигенетической регенерации и взаимного «прорастания» зерен кварца нередко создается ложное впечатление о их угловатости. В то же время, благодаря именно этому типу цементации, песчаники обладают повышенной прочностью и сходны с кварцитами. Неравномерное же распределение порового цемента, часто подкрашенного примесями, обеспечивает порою пятнистый облик породы.

Однородность обломочных зерен по составу и их сравнительная окатанность говорят о том, что первичный осадок возник за счет переотложения старого, перемытого осадочного материала, быть может не раз переходившего из твердой породы в осадок, и, возможно, прошедшего эоловую стадию. Отсутствие ископаемых остатков и преимущественно светлая окраска породы (ввиду отсутствия органогенного пигмента) говорят об условиях, по-видимому, не слишком благоприятных для жизни животных и растений (в материнской среде) или для сохранения их скелетов и органического вещества в эпигензе.

Дополнительные сведения о происхождении песчаников дают наблюдения текстур на их поверхности. В местах ожелезнения, на сколах иногда просматривается подобие косой и даже перекрестно-косой слоистости, свидетельствующей об отложении первичного осадка в достаточно подвижной водной среде. Другим примером поверхностных текстур могут быть т.н. «чертовы пальцы» — округлые воронкообразные углубления в песчаниках диаметром 2–7 см и глубиной 1,5–20 см. Обычно эти углубления заполнены сходным с вмещающими песчаниками, но более тонкозернистым и глинистым материалом. Сами углубления возникают как результат медленного выветривания последнего, и безусловно производят загадочное впечатление. Археологи не исключают возможности культового назначения таких камней [4]. В действительности происхождение описанных текстур скорее всего связано с локальной фиксацией следов корневищ крупной водной растительности в процессе осадконакопления (заполнение углублений, остающихся после разложения растительной ткани) или же — с норами роющих животных в первичном осадке (ракообразных, например).

Еще одна особенность песчаников в их естественных выходах на поверхность — трещиноватость. По 2–3 системам трещин в пласте песчаников происходит их наиболее энергичное выветривание (прежде всего, физическое, в меньшей степени — биологическое). В результате появляются эрозионные углубления, ниши и некрупные пещеры. С явлениями выветривания (преимущественно морозного) связано образование и «чертова колодца» — углубления в песчаниковом отторженце, летом постоянно заполненного водой (глубина более 30 см). Вообще процессами выветривания, при участии атмосферной влаги, обусловлен весь сегодняшний микрорельеф городища: от причудливых и экзотических форм до провалов, ниш и осыпных шлейфов вдоль склонов.

В 2002 году кафедрой геофизики геологического факультета МГУ в урочище проведены специальные геофизические работы, позволившие изучить структуру и глубинное строение городища1. Для изучения верхней части разреза до глубины 15 м использовались: электроразведка методом вертикальных электрических зондирований (ВЭЗ) с максимальным разносом АО трехэлектродной установки 30 м и шагом между точками наблюдения 3 м, георадиолокационная съемка с экранированной антенной 300 мГц (георадар «Zond-12»), съемка методом естественного поля (ЕП) с шагом 5 м, температурная съемка на глубине 0,3 м. Кроме этого, в центральной части городища были выполнены магнитометрические измерения, а в краевой - проведено бурение с отбором проб на глубину 1 м.

По результатам интерпретации геофизических данных установлено, что нижнее плато городища (к югу-юго-востоку от широтного вала, ограничивающего верхнюю площадку) имеет четко выраженное 5-слойное строение. По данным бурения и ВЭЗ, верхний слой мощностью 0,5 м представлен увлажненными, желтовато-серыми, мелко-средне­зернистыми песками, которые имеют удельное сопротивление 2000–3000 Ом·м. Второй слой, мощностью до 1,5–2 м, слагается белыми, сухими, хорошо промытыми песками. Ниже залегает слой супесей-суглинков (удельное сопротивление примерно 1500 Ом · м), подошва которых находится на глубине до 4–5 м. Далее располагается пласт плотных консолидированных песчаников, имеющих неровную поверхность с амплитудой превышений до 1–1,2 м (удельное сопротивление 7000 Ом · м). Мощность пласта песчаников, обладающего весьма неровной подошвой, составляет от 6 до 10,5 м в раздувах. Под ним залегают сравнительно проводящие породы, имеющие обычное для каменноугольных терригенно-осадочных образований Калужской области сопротивление — около 100 Ом · м (предположительно, пески). Необходимо отметить в целом очень высокие удельные электрические сопротивления пород, слагающих плато Чертова Городища, обусловленные слабой минерализацией грунтовых и подземных вод, которые питаются исключительно за счет атмосферных осадков.

Геофизические данные и прямые наблюдения в обнажениях горных пород позволяют сделать общее заключение о геологическом строении Чертова Городища (рис.1). Подстилающими здесь являются пески нижней части тульского горизонта. Они залегают на глубине в среднем 10–15 м от дневной поверхности и слагают, таким образом, задернованное подножие холма во врезе долины р.Чертовской. Тело кварцевых песчаников имеет сложную морфологию и, судя по всему, залегает на тульских песках с глубоким размывом. В зависимости от характера подошвы и кровли песчаников, их мощность сильно варьирует, не превышая, однако, 10–12 м. В целом можно говорить о постепенном уменьшении мощности до 5–6 м в юго-восточном направлении (с одновременным слабым погружением всей толщи песчаников) и быстром выклинивании песчаниковой линзы к востоку.

Перекрывающие четвертичные отложения (супеси) залегают на песчаниках также с размывом и представляют собой скорее всего фрагменты аллювиально-флювиогляциальных отложений. Мощность этого слоя не выдержана и, с одной стороны, имеет тенденцию к увеличению в южном направлении (до 3 и более м), с другой — уменьшается до полного выклинивания супесей к северу. Верхний слой песков элювиально-делювиального происхождения, достигая 2,5 м и более к югу от верхней площадки городища, практически отсутствует в северной и северо-западной ее части, где к поверхности выходят песчаники, перекрытые тонким слоем наносов (0,35–0,40 м), содержащих культурные напластования с артефактами.

Историю формирования скального выступа в урочище Чертово Городище следует начать, очевидно, с палеогеографических условий раннего карбона, когда накапливались кварцевые пески тульского горизонта. В первой половине тульского времени Московская синеклиза представляла собой сушу, расчлененную глубокими палеодолинами более ранней бобриковской речной системы, которая была частично выполнена аллювиальными и угленосными озерно-болотными отложениями бобриковского горизонта [5]. В этой речной системе выделяется протяженная Козельско-Калужская палеодолина [6], имеющая, как и большинство других, субмеридиональное направление и впадавшая в тульский морской бассейн на юге. В раннетульское время, кроме того, возникают и новые палеорусла, являвшиеся притоками унаследованных палеодолин. В целом ландшафт этого времени можно представить как обширную аллювиальную равнину со сложно-разветвленной гидросетью, граничащую с морем. Условия гумидного климата способствовали развитию в поймах рек и на заболоченных пространствах пышной водной и полуводной растительности, за счет которой в благоприятной обстановке формировались бурые угли.

Полученные данные о строении, составе и текстурных особенностях кварцевых песчаников Чертова Городища позволяет предположить их связь с аллювиальными осадками палеорусел или речных дельт тульского времени. Помимо указанных особенностей, об этом свидетельствует также линзовидная форма песчаниковых тел и выклинивание их по простиранию. Уплотнение и цементация изначально рыхлого песка — результат более поздних, сравнительно молодых (предположительно, дочетвертичных) эпигенетических процессов.

С 20-х годов прошлого столетия обсуждается вопрос об отношении Чертова Городища к четвертичному оледенению. Вне всякого сомнения, что исследуемая территория перекрывалась Днепровским оледенением, поскольку остатки морены этого времени фиксируются поблизости в древних ложбинах. Однако следующее и последнее в границах Калужской области Московское оледенение не затронуло своим ледяным покровом правобережье Жиздры. Конечная морена этого оледенения развита севернее [3]. В то же время водно-ледниковые (флювиогляциальные) отложения времени максимального распространения и отступания московского ледника (равно как и днепровского) могли накапливаться на этой территории и участвовать в формировании ландшафтов зандровых равнин. Исходя из сказанного, следует заключить, что рельеф Чертова Городища вряд ли обязан своим происхождением собственно ледниковым процессам. Ледниковая экзарация могла вскрыть или приблизить к поверхности пласты кварцевых песчаников, но их обособление в современном рельефе связано с более поздними процессами денудации, и прежде всего — с деятельностью постоянных и временных водотоков. Постепенно размывая рыхлые вмещающие породы, водная эрозия слабо затронула неподатливые скальные образования, которые при этом выполняли роль своеобразной «брони» для подстилающих рыхлых отложений. Этим, а также линзовидной формой песчаников в конечном счете обусловлена эпизодичность их выходов на поверхность и возникновение столь контрастного, в сравнении с окружающей местностью, рельефа. Таким образом, генетически легендарный песчаниковый холм Чертова Городища является ни чем иным как эрозионным останцом. Отчасти, подтверждением этому служит и неотчетливая террасированность склонов холма со стороны окружающих его водотоков — рр.Чертовской и Черногрязки.

С позиций эрозионного генезиса Чертова Городища иначе, чем это представлялось ранее, можно говорить о «реликтовости» отдельных растительных обитателей городища (прежде всего, папортнике-многоножке и мхе-схистостеге). Их появление здесь и кажущаяся изолированность от основных ареалов [7] никак не связаны с ледниковой деятельностью, а скорее всего обусловлены благоприятным для произрастания субстратом и подходящими экологическими условиями (микроклимат, состав почв, отсутствие загрязнений и т.д.) Одним словом, это их экологическая «ниша», и от её стабильности зависит дальнейшая судьба этих действительно редких для нашей территории растений.

Литература

1. Есипов В.П., Прошкин О.Л., Телеганова Е.А. Комплексный памятник «Чертово городище» // Очерки по истории и культуре Калужского края. — Калуга, 1996. — С. 12—14.

2. Самойлов В.А. Лесное урочище «Чертово городище». — Козельск, 1991. — 14 с.

3. Петров В.Г. Геологическое строение и полезные ископаемые Калужской области. — Калуга, 2000. — 188 с.

4. Прошкин О.Л. Фролов А.С. Камень с чашечными углублениями с Чертова городища под Козельском // Российская археология. — М., 1995. — № 1. — С. 199–203.

5. Махлина М.Х., Вдовенко М.В., Алексеев А.С. и др. Нижний карбон Московской синеклизы и Воронежской антеклизы. — М.: Наука, 1993. — 221 с.

6. Яблоков В.С. Перерывы в морском осадконакоплении и палеореки. — М.: Наука, 1973. — 212 с.

7. Жадовский А.Е. Реликтовая колония Polypodium vulgare в Калужской губернии и необходимость ее охраны // Охрана природы. — М., 1928. — № 3. — С. 5—13.

1 В работах, кроме авторов, принимали участие А.А. Горбунов, А.В. Еременко, М.А. Калишева (МГУ), В.Ю. Глухарев, А.В. Рогуленко, И.Ю. Руднева (НП «Угра»).




Скачать.rar



Сайт создан при поддержке РОССИЙСКОГО ГУМАНИТАРНОГО НАУЧНОГО ФОНДА проект № 09-06-59610 а/Ц "Создание экологического Интернет-портала, как регионального компонента экологического образования"; № 10-06-59629 а/Ц"Создание региональной экологической Интернет-библиотеки"


© Авторы статей