Neotectonics of the Pleistocene deposits in the northeast of Taman peninsula, the southern Asov sea region

Cover Page
  • Authors: Tesakov A.S.1, Guydalenok O.V.1, Sokolov S.A.1,2, Frolov P.D.1,3, Trifonov V.G.1, Simakova A.N.1, Latyshev A.V.4, Titov V.V.5, Shchelinsky V.E.6
  • Affiliations:
    1. Geological Institute, Russian Academy of Sciences
    2. Sergo Ordzhonikidzе Russian State Geological Prospecting University (MGRI-RSGPU)
    3. Saint-Petersburg State University
    4. Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences
    5. Southern Scientific Centre, Russian Academy of Sciences
    6. Institute for the History of Material Culture, Russian Academy of Sciences
  • Issue: No 5 (2019)
  • Pages: 12-35
  • Section: ARTICLES
  • URL: https://journals.eco-vector.com/0016-853X/article/view/15942
  • DOI: https://doi.org/10.31857/S0016-853X2019512-35

Abstract


Studies in paleomagnetism, structural geology, and paleontology (mammals, molluscs, palynology) in the coastal sections of the Taman Peninsula north-eastern part (2017–18) resulted in definition of three sedimentary members. The sandy and clayey lower member (I) formed at 2.1–1.7 Ma. It contains a normally magnetised zone within deposits of reversed polarity correlated to the Olduvai Subchron and the Matuyama Chron.

The middle member (II) is composed of the basal pebbles overlain by sands. The reversely magnetised deposits hosting the Sinyaya Balka site, the type locality of the Tamanian faunal complex, is correlated to the basal bed of the middle member II. The overlying sands are normally magnetised (Jaramillo Subchron) in the lower part and show reverse polarity (late Matuyama Chron) in the upper part. The member II is dated in the range of 1.3–0.78 Ma.

The silty upper member (III) represents Middle-Late Pleistocene. The dissimilar displacement degree of the members reflect developmental stages of the Quaternary deformation.

The member I is characterised by dip angles up to 70° is fragmented by faults into blocks. The member II filled the relief of the eroded surface of the Member I and also displaced by faults. The faulting separated the bone-bearing body of the Taman faunal complex as a rock land-slide. The attitude of the member III outline an anticline with a gentle south-western and a steeper north-eastern limbs eroded by land-slides and marine abrasion. During its entire life the anticline was affected by mud volcanism. The anticline continues its development at the present stage.


ВВЕДЕНИЕ

Восточная часть азовского побережья Таманского полуострова между горой Тиздар и пос. Пересыпь (севернее пос. За Родину) уже более века привлекает внимание геологов уникальным по концентрации костных остатков местонахождением фауны крупных млекопитающих таманского комплекса Восточной Европы, вошедшим в литературу под названием Синяя Балка [1, 6, 7, 9, 12, 14]. Ранние сведения о возрасте костеносных отложений и геологическом строении района были дополнены и обобщены в работе [5]. Согласно этим данным, участок азовского побережья к востоку от горы Тиздар и ограничивающей ее Синей балки представляет собой юго-восточную периклиналь Тиздарской антиклинали. В основании разреза периклинали моноклинально залегает толща глин, алевритов и песков позднего куяльника (гелазия). Костеносные отложения местонахождения Синяя Балка залегают на этой толще несогласно и находятся в запрокинутом залегании (углы падения 75-80° на ЮЮЗ), что было интерпретировано как приразломная деформация, осложняющая моноклиналь [10, 11, 15]. Возраст костей был определен в интервале 0.8–1.1 млн лет [5]. Эти результаты пополнили новые находки мелких млекопитающих [10, 19] и новые палеомагнитные данные [25].

Несмотря на обилие полученных данных, важные аспекты строения района оставались неопределенными или противоречивыми. При моноклинальном залегании куяльницкой толщи и протяженности сложенного ею берегового обрыва более 700 м мощность толщи должна достигать 400 м, что маловероятно, поскольку возле с. Веселовка на Таманском п-ове и в скважинах на северо-западе Керченского п-ова мощность позднего куяльника исчисляется десятками метров [31, 18]. Намеченная в низах куяльницкой толщи эволюция мелких млекопитающих от местонахождения Тиздар-1 к Тиздару-2 [19] повторяется в верхах толщи [10], что противоречит стратиграфической последовательности отложений при их моноклинальном залегании. Остались неопределенными стратиграфические соотношения костеносной линзы с породами, залегающими выше толщи куяльника к западу и востоку от линзы. Эти противоречия и неопределенности побудили нас провести изучение района в 2017–2018 гг. На основе полученных палеонтологических и палеомагнитных данных уточнена стратиграфия четвертичных отложений. По-новому представлены новейшая структура и ее эволюция в четвертичное время.

НОВЕЙШАЯ СТРУКТУРА

В рассматриваемой части системы северных береговых обрывов Таманского полуострова (рис. 1) обнажены три толщи.

 

Рис. 1. Расположение и структурная делимость района исследований.

Выполнено на основе космоснимка Landsat8, по [49].

 

  • Нижняя толща I, которая относится к верхнему куяльнику, состоит из глин, алевритов и тонкозернистых песков с обломками раковин и редкими линзовидными прослоями более грубообломочного материала.
  • Средняя толща II представлена песками, нередко косослоистыми, с горизонтом более грубообломочного, плохо окатанного материала в основании. Ее максимальная мощность – около 10 м в разрезе Родники.
  • Верхняя толща III мощностью до 5 м сложена суглинками, супесями и песками с линзами брекчии. Количество грубообломочного материала возрастает к западу, с приближением к горе Тиздар.

Толщи II и III отделены от толщи I угловым несогласием. Между двумя верхними толщами местами также отмечено азимутальное и угловое несогласие, обусловившее неповсеместное распространение толщи II и ее изменчивую мощность.

Береговые обрывы ограничивают увал, вытянутый в направлении ЗСЗ–ВЮВ и возвышающийся до 40 м над уровнем моря. Поверхность увала очерчивает свод и южное крыло антиклинали, полого погружающееся в сторону синклинали Ахтанизовского лимана. Северное крыло антиклинали частично разрушено и продолжает разрушаться морской абразией и оползнями берегового уступа. Свод этой антиклинали, названной нами Зародинской по с. За Родину на ее южной крыле, понижается к Синей балке, где антиклиналь кулисно подставляется с юга периклиналью Тиздарской брахиантиклинали, также вытянутой в направлении ЗСЗ–ВЮВ. Ядро Тиздарской антиклинали сложено эродированными сарматскими (среднемиоценовыми) глинами, а на ее крыльях и восточной периклинали обнажены понтические (верхнемиоценовые) глины и алевриты. На северном крыле антиклинали они наклонены по азимуту 20° под углом 18°, а на южном крыле – в направлении 235° под углами 18–20°. На южном крыле понтические отложения сменяются вверх по разрезу красными и белыми киммерийскими (нижнеплиоценовыми) песками, нередко косослоистыми.

Пологие наклоны поверхности Зародинской антиклинали повторяет слагающая ее толща III. Иначе залегают толщи I и II. Они обнажаются в береговых уступах фрагментарно и залегают по-разному в разных обнажениях. Пространство между обнажениями задерновано или заполнено разновозрастным грязевулканическим материалом, который образует потоки, излившиеся по оврагам. Судя по их форме и расположению и немногим разломам, наблюдаемым вблизи участков, покрытых грязевулканическим материалом, овраги могли быть выработаны вдоль тектонических нарушений. Поэтому выходы верхнекуяльницких отложений в береговых обрывах не являются частями единой моноклинали. Мы рассматриваем эти обнажения в качестве отдельных блоков, которые различаются строением, разделены разломами, и могут повторять одни и те же части разреза (см. рис. 1, рис. 2). В области кулисного подставления Тиздарской и Зародинской антиклиналей находится действующий грязевой вулкан (см. рис. 1). Проявления грязевулканической активности фиксируются в разрезах слоями и силлами вулканических глин и алевритов, вулканическими включениями в толщах тонкослоистых пород и мелкими разрывными нарушениями. Грязевулканические образования заполняют овраги между блоками. Проявления грязевулканической деятельности ослабевают к востоку по мере удаления от вулкана, который был активен в течение плейстоцена.