Геологічна історія українських карпат і суміжних територій у юрський період

У геологічній історії Карпат виділяють декілька визначальних етапів, упродовж яких відбувалися суттєві зміни в тектоніці, палеогеографії, осадонагромадженні, а також у розвиткові органічного світу тощо. Один із таких важливих етапів геологічної праісторії регіону був у юрський період.

Дослідники Карпат і прилеглих територій мають не так уже й багато геологічних “документів”, що стосуються цього періоду, передусім, фактичного матеріалу з юрських розрізів. Це пов’язане головно з тим, що юрські утворення на теренах Західної України на денну поверхню виходять лише у декількох місцях і в них неможливо зібрати повноцінний систематичний матеріал. На південно-західному краю Східноєвропейської платформи такі утворення у відслоненнях відомі лише на схилах та берегах  середньої течії Дністра, переважно між селами Буківна та Незвиська. Їх уперше описав А.Альт у праці “Нижнівський вапняк і його скам’янілості”  1881 р., навівши список 179 видів гастропод, знайдених тут у відслоненнях. На підставі цього учений зробив висновок про кімериджський вік органогенних вапняків, що вміщують ці залишки фауни. На решті території Передкарпаття юрські утворення містяться на значних глибинах, і всю інформацію про них маємо винятково із керну численних свердловин, що їх розкрито на південно-західному краю Східноєвропейської платформи та у Зовнішній зоні Передкарпатського прогину. В інших структурно-тектонічних одиницях (Внутрішня зона Передкарпатського прогину, Флішові та Внутрішні Карпати) корінні виходи юрських відкладів не відомі. Тут вони  у вигляді гальок та різнорозмірних брил містяться у перевідкладеному стані в значно молодших утвореннях, переважно в неогенових моласах Передкарпатського прогину і в крейдово-палеогеновому фліші Карпат.

На Мармароському масиві юрські відклади відслонені в декількох місцях, проте внаслідок інтенсивних геологічних процесів, що відбувалися тут у післяюрський період, вони дуже еродовані і представлені різновіковими фрагментами юрського розрізу, що збереглися від розмивання лише в опущених частинах рельєфу. На Мармароському масиві ці відклади порівняно з одновіковими утвореннями інших структурно-тектонічних одиниць Українських Карпат стратиграфічно і палеонтологічно ще дотепер слабко вивчені. Найпоширеніші відклади юри у Внутрішніх Карпатах, а саме – у відомій   серед  карпатських та альпійських дослідників структурно-тектонічній одиниці – Пенінській  зоні.

Пенінська зона (або зона Скель) – геологічно  дуже складна структурно-тектонічна споруда. Вона, повторюючи конфігурацію Карпатської дуги, вузькою смугою, ширина якої змінюється від декількох сотень метрів до кількох кілометрів (максимальна ширина 18 км), простягається уздовж майже 750 км від району Пояна Ботизей у Румунії через усі Українські Карпати (у їхній південно-східній частині зникає під насувом молас Закарпатського прогину), Західні Карпати  та Східні Альпи до Віденського басейну [1]. Практично ж розташована на межі Зовнішніх (Флішових) та Внутрішніх Карпат, і, очевидно, її утворення та геологічна історія безпосередньо повязані із Закарпатським глибинним розломом. До півночі Пенінська зона насунена на Мармароську, а з півдня її саму трансгресивно перекривають неогенові утворення Закарпатського прогину. Упродовж мезозойської ери, а також і пізніше цей структурно-тектонічний елемент відігравав дуже важливу роль у формуванні загальної структури регіону. Саме в його межах на різних етапах геологічної історії регіону існували палеокордільєри, які були складені різнофаціальними і різновіковими утвореннями. Вони розділяли Карпати на дві області – Зовнішню   (Флішові Карпати) і Внутрішню (Внутрішні Карпати),  у яких відбувалися суттєво різні геологічні процеси.

Порівняно з іншими структурно-тектонічними одиницями Карпат відмінною рисою Пенінської зони є наявність у ній численних скельних виходів, складених переважно верхньоюрськими, рідше середньо- і нижньоюрськими відкладами, що містяться серед верхньокрейдових, переважно мергелистих утворень.

Природу походження вапнякових брил, рідше брил, сформованих вулканогенними утвореннями різного складу, багато дослідників трактували по-різному, проте загалом її пояснення зводилося до двох протилежних поглядів: одні вважали скелі корінними виходами в ядрах антиклінальних структур, інші ж трактували їх як відірвані блоки чи уламки корінних порід, що залягають в основі цієї одиниці і були винесені на денну поверхню під час тектонічних процесів. Перший погляд активно розвивали московські геологи А.Богданов, М.Муратов, В.Славін, а також І.Гофштейн [3, 9, 11]. Вони досить спрощено описували загальну будову Карпат, відхиляли будь-яку думку про наявність у цьому регіоні насувів і, зокрема, вважали, що Пенінська зона – це ядро величезного мегаантиклінорію. З цього приводу В.Славін [11] писав: “…М.Муратов, В.Славін довели, що більшість юрських відкладів перебувають у Закарпатті в корінному заляганні і що, отже, теорія покривів тут не є прийнятною”. Підтримуючи цих дослідників, І.Гофштейн зазначав: “Було доведено, що покривів у Північно-Східних Карпатах нема…” [3].

Цілком протилежні думки щодо геологічної будови Карпат висловлювали О.Вялов, Я. Кульчицький, М. Ладиженський та інші, переважно львівські дослідники. Вони вважали, що Карпати поділяються на структурно-фаціальні одиниці, обмежені значними насувами, і що саме з цими тектонічними процесами пов’язане походження олістолітів чи олістостромів, складених верхньоюрськими вапняками. По суті, прихильники цього напряму продовжували розвивати ідею, висловлену ще на початку XX ст. французьким геологом М.Люжоном стосовно геологічної будови Альп і пізніше підтриману австрійськими геологами М.Лімановським і В.Улігом та застосовану ними для пояснення геологічної будови Карпат. Сьогодні покривна будова Карпат загальноприйнята, і ні в кого не виникає сумнівів щодо наявності тут структурно-фаціальних зон, розділених значними регіональними насувами.         

У межах Українських Карпат Пенінська зона представлена не так добре, як у Західних Карпатах, а лише окремими фрагментами південно-східного закінчення. Розрізнені виходи органогенних вапняків і теригенних відкладів, що їх вміщують, відомі в басейнах рік Ужа, Латориці, Боржави, і дещо повніші відслонення простежуються в басейні р. Лужанки.

Карбонатно-теригенні відклади крейди (нижньокрейдова свалявська (глибоководна) і верхньокрейдова тисальська (плитководна) світи), серед якої є скелясті виходи юрських вапняків, дуже перем’яті (очевидно, багаторазово були охоплені дислокаційними процесами) і тепер утворюють типовий меланж. У Західних Карпатах свалявська світа відома як “пенінська глибоководна фація”, а тисальська – як  “чорштинська  плитководна фація”.  

Отже, стратиграфія юрських утворень Пенінської зони, яка ґрунтується на вивченні збережених у цьому тектонічному хаосі окремих незначних відслонень, що є лише фрагментами розрізу чи поодинокими “безкорневими” брилами, не завжди була палеонтологічно надійно обґрунтована.

У процесі геологічних досліджень Пенінської зони в деяких відслоненнях та окремих брилах вапняків ми виявили нові численні рештки різних палеоорганізмів у тому числі найважливішої для стратифікації і кореляції юрських відкладів фауністичної групи – амонітів . Завдяки їхньому детальному монографічному вивченню вперше для цієї території описано окремі, зокрема і зональні їхні види. Це дало підставу палеонтологічно аргументованіше обґрунтувати або підтвердити наявність на нашій території в юрському розрізі окремих ярусів чи фауністичних (амонітових) зон загальної стратиграфічної шкали і впевненіше виконати кореляцію зі значно повнішими розрізами Пенінської зони Західних Карпат.

На території Українських Карпат серед небагатьох скельних виходів юрських вапняків Пенінської зони особливе значення мають найзахідніші об'єкти, а саме: колись   розроблюваний   кар’єр   в   околиці  м. Перечина та сучасний кар’єр біля  с. Новоселиця. Як у першому, так і в другому предметом видобутку були і є юрські вапняки, якими тут складені величезні олістоліти.

Оскільки сьогодні Перечинський кар’єр повністю ліквідований, та  будь-яких відслонень там нема, що унеможливлює проведення подальших геологічних досліджень (додаткові розшуки комплексів решток палеоорганізмів, порівняння, детальний переопис і кореляція розрізу тощо); значимість же Новоселицького кар’єру для наукових досліджень тепер стала ще  важливішою.

На західній околиці с. Новоселиця Перечинського району серед утворень тисальської світи, яка тут дещо фаціально відрізняється від стратотипу, зокрема переважанням у місцевому розрізі чорних і темно-сірих аргілітів та мергелів над сірими і зеленкувато-сірими різновидами цих порід з рідкісними прошарками сірих і кремових вапняків, у кар’єрі розкрито юрські карбонатно-теригенні утворення, якими складений величезний олістоліт (приблизно 300x200 м). Механізм утворення цього олістоліту однозначно пояснити не можна, однак швидше за все ця величезна брила опустилася в пізньокрейдовий седиментаційний басейн із кордільєри, складеної такими ж вапняками, або у процесі геодинамічних рухів була витиснута з глибин, де, можливо, в основі Пенінської зони залягають корінні товщі аналогічних порід. В інших структурно-тектонічних одиницях Українських Карпат природа утворення олістолітів виражена чіткіше і потрактована однозначно. Наприклад, складені верхньоюрсько-нижньонеокомськими вапняками олістоліти разом з вулканогенними породами, що простежуються серед флішу 70-кілометровою смугою у фронтальній частині насуву Рахівської зони на Чорногорську від потоку Тростянець (басейн Чорної Тиси) через г. Петрос, потік Говерлу і далі по правих притоках Білої Тиси (Васкулю, Бальзатулу, Лемському Лісу, Липовцю, Менчілю) аж до басейну Чорного Черемоша (потоків Випчінка і Великий Керничний), однозначно не принесені здалеку, а були відірвані від корінних відкладів, захоплені ефузивами і внаслідок потужних виливів, що відбувалися у крейдовому періоді, винесені на поверхню [4].

У Новоселицькому кар’єрі юрські карбонатно-теригенні утворення значно перем’яті, тому практично неможливо визначити якусь обґрунтовану послідовність їхнього нагромадження. В дислокованому розрізі трапляються сірі вапняки і мергелі, рідше вони є плямистими з прошарками глин. Місцями мергелі переходять у глини. Також чимало в розрізі зеленкуватих пісковиків, серед яких є тонесенькі прошарки зеленкуватих піщаних мергелів. Над пісковиками розміщені пачки масивних рожевих або червонястих криноїдно-брахіоподових вапняків з тонесенькими прошарками чорних кременів.

Упродовж усієї історії вивчення юрських утворень Пенінської зони більшість авторів (В.Славін, І.Гофштейн та ін.) уважали, що тут відслонені переважно утворення верхнього відділу і, можливо, частково, батського ярусу. Підставою для таких висновків були результати вивчення Г. Вейном [14] декількох брахіопод, а саме: Rhynсhonella quadriplicata Ziet., Terebratula phillipsi Mоr., T.ventrikoza Ziet.

За результатами власних макрофауністичних досліджень і на підставі аналізу матеріалів попередніх досліджень юрських відкладів цього регіону нам вдалося в загальних рисах визначити фізико-географічні умови, що були на цій території упродовж юрського періоду, а також з'ясувати систематичний склад біоти, яка населяла Карпатський юрський палеобасейн.

З огляду на літологічні особливості нижньоюрських відкладів та знайдені у них палеобіологічні рештки можна говорити про те, що ці утворення у Внутрiшніх Карпатах і на Мармароському масиві представлені досить глибоководними фаціями вiдкритого морського басейну, який був частиною океану Тетис або ж мав з ним безпосередній зв'язок.

У Внутрішніх Карпатах відклади лейясу – це переважно строкатоколірні глинисті утворення, інколи збагаченi піщаним або карбонатним матеріалом. У породах нижньої юри знайдено рештки рiзноманітних типових морських палеоорганізмів – морських  лілій, амонітів, белемнітів, пелеципод, гастропод, форамініфер, брахіопод та інших, поширення яких відоме в одновікових утвореннях багатьох регіонів Середземноморської палеозоогеографічної провінції. Очевидно, що навколишня суша (чи кордільєри, що обмежували Пенінський басейн з півдня і півночі) ще не була цілком пенепленизованою. І з неї в цей басейн потрапляло досить багато уламкового матеріалу.

У Передкарпатті нижньоюрські відклади (подолецька і мединицька свiти) виділяють умовно. Вони складенi пiсковиками та аргілітами, дуже збагаченими розсіяною органікою з рештками звуглених і піритизованих рослин та поодинокими тоненькими прошарками і лінзочками вугілля. Це переважно континентальні утворення, палеонтологічно слабо схарактеризовані. В них виявлені лише палінологічні рештки, які мають значне стратиграфічне поширення. За результатами наших макрофауністичних досліджень, на підставі вивчення малакофауни [5, 6] у Зовнішній зоні Передкарпатського прогину поки що найдавніші палеонтологічно надійно обґрунтовані відклади юрського розрізу належать до байоського ярусу. Можливо, що в процесі подальших досліджень будуть з’ясовані і давніші ланки юрського розрізу, та вірогідно, що тут, як і в  Переддобруджському прогині, юрський седиментогенез почався наприкінці байоського віку [7].

Середньоюрськi вiдклади в Карпатах представлені здебільшого мергелисто-теригенними утвореннями (у верхах криноїдними вапняками), що вміщують численні рештки амонітів, белемнітів, морських їжаків, форамінiфер, брахіопод, двостулкових молюсків та ін. Наявність рештків цих організмів свідчить про відкритий тип басейну і його прямий зв'язок з океаном Тетис. Середньоюрська суша була значно рівнiшою, і, на відміну від ранньоюрської, з неї зносилося в басейн менше уламкового матеріалу. Глибини басейну були незначними і досягали перших сотень метрів. Температура води становила 18-20°С, солоність нормальна, з доброю аерацією.

За рештками палеофлори можна твердити, що навколишню сушу в той час покривали ліси з різноманітною, переважно теплолюбною рослинністю. У зразках, відібраних нами з керну св. Юріївська-2, пробуреної у Зовнішній Зоні Передкарпатського прогину, і переданих Ю.Тесленку для вивчення  палеофлористичних решток, виявлено листки кейтонієвих, що належать до виду Sagenopteris kamenkensis Thom., і відбиток цикадофіта, визначений як Pterophyllum sp., інт. 2040-2045 м, а з інт. 2083,5-2091,5 м – листок  гінкгових Desmiophyllum sp. [12]. Наявність решток цієї флори свідчить про це, що у середньоюрську епоху на цій території був субтропічний і дуже вологий клімат.   Окремi прошарки грубоуламкових порід у середньоюрському розрізі доводять наявність короткотривалих регресій і трансгресій моря та перерви в осадонагромадженні.

Верхньоюрські відклади Карпат порівняно із нижньо-середньоюрськими мають значно більше поширення. Вони представлені головно рожевими криноїдними вапняками (оксфорд, кімеридж), а розрізи титону складені переважно ясно-сірими тонкошаруватими, інколи масивними вапняками з тоненькими прошарками кременів, аргілітів, мергелів. Наявність серед палеобіологічних залишків значної кількості типових для Тетисної зони амонітів – філоцерасiв , літоцерасiв і гаплоцерасів – засвідчує тісний зв'язок титонського геосинклінального басейну Карпат з Середземноморською палеозоогеографічною областю.