Летом 2008 года состоялось мое осмысленное территориальное знакомство с Донецким кряжем – в некотором смысле вскольз, можно сказать – по касательной. Я побывал на левом берегу притока Дона Северского Донца, и видел правый берег – границу собственно кряжа. В том, что я видел и где был, ничего удивительного, в общем-то, нет. Любой, кто едет, допустим, по трассе М4 на юг от Москвы, оказывается на его территории. Или можно пересечь его границу у Белой Калитвы (по М21), или по дороге Цимлянск-Шахты. Заселен Донецкий кряж плотно (побывавший здесь в 1888 году Д.И. Менделеев предсказывал, что здесь будет «город возле города, завод возле завода»), и каким-либо белым пятном не является. Но я попробовал собрать информацию и ответить на традиционные для этого сайта вопросы «каким образом?» и «когда?», касающиеся этого достойного внимания географического объекта.
Среди окружающих пространств Донецкий кряж выделяется как возвышенность, протягивающаяся с востока-юго-востока на запад-северо-запад более чем на 300 км, при ширине от 50 км на востоке до 120 км на западе. Наиболее приподнятой частью кряжа является участок водораздела рек Северского Донца и рек, непосредственно текущих в Азовское море, между станциями Никитовская и Должанская, где высоты нередко превышают 300 м. На территории России сейчас находится юго-восточная окраина кряжа.
Впервые название «Донецкий кряж» появилось в 1827 году, когда в «Горном журнале» была опубликована сводная работа Е.П. Ковалевского «Опыт геогностических исследований в Донецком горном кряже». Так кряж получил свое нынешнее имя.
Справочники суховато сообщают о Донецком кряже – это «складчатое горное сооружение герцинского возраста» (герцинская эпоха– одна из эпох активности недр и гороообразования длительностью около 150 млн. лет). Вряд ли это описание передает все перипетии и тонкости образования и развития кряжа.
Донецкий кряж иногда называют самыми старыми горами на Земле. Эта метафора, надо сказать, не соответствует действительности. В истории Земли были и более древние эпохи горообразования. Но кряж действительно образовался в далекой древности и успел пройти долгий путь развития...
Если мы мысленно посмотрим на этот регион сверху, и мысленно же удалим покров платформенного чехла (то есть осадки, покрывающие кристаллическое основание), то увидим, что к югу Восточно-Европейской платформы (она образовалась, как и остальные древние платформы, на месте подвижной складчатой зоны примерно 1,7 – 1,8 миллиарда лет назад) присоединена Скифская плита, более молодая. Она превратилась в платформу из подвижного пояса, существовашего на южной окраине Евразии, как раз в период герцинского орогенеза, или горообразования. Подвижный пояс представлял собой активную континентальную окраину океана Палеотетис. Вследствие того, что под массив континентальной коры уходила, или субдуцировала, океаническая кора Палеотетиса, там существовала островная вулканическая дуга. Скифская плита нарастила собой Восточно-Европейскую платформу. А к северу зона вот этого герцинского орогенеза как раз и переходит в узкую относительно Скифской плиты структуру Донецкого кряжа.
Донецкий кряж тесно связан с геосинклинальными структурами северной части Скифской плиты. Попросту это северная окраина Скифской платформы, которая сама является западной ветвью Урало-Алтайско-Туранской платформы с палеозойским складчатым основанием. В то время, как сминались в складки породы будущего кряжа, юго-восточнее перемятые глыбы опускались чуть ниже и скреплялись в Скифскую плиту.
То есть процессы образования Скифской плиты и недр Донецкого кряжа шли в одно и то же время и были взаимосвязаны, хотя результат получился разный.
Итак, вернувшись в конец девонского периода, на 385 – 360 миллионов лет назад, мы увидели бы, что на юге Восточно-Европейской платформы, имевшей в то время характер щита (щит в геологии – поднятая относительно рельефа структура, на поверхности щита выступают породы складчатого фундамента платформы, а платформенный чехол из осадочных пород развит слабо), на том месте, где сейчас расположен Донецкий кряж, возникает своеобразный внутриплатформенный прогиб, в котором накапливается толща континентальных обломочных пород, а также лав и вулканических туфов. По глубинным разломам прогиба проникала магма, лавы изливались на земную поверхность. Бассейн начал опускаться, и сюда приходит море, не занимая, однако, всю территорию. На обводненных приморских равнинах, стоя в воде, произрастали древние псилофиты. Как раз во второй половине девона суша стала покрываться растительностью. К югу расстилался огромный океан – Палеотетис, который, по разному трансформируясь, примыкал со стороны нынешнего юга к Восточно-Европейской платформе до самой своей гибели много позже, уже в неогене (десяток – другой миллионов лет назад). Ученые также предполагают, что этот прогиб тогда представлял собой рифт – зону раздвига и разрыва тела платформы, возможное место зарождения нового океана (океаническая и континентальная кора принципиально отличаются. И химическим составом, и тем, что океаническая кора образуется ниже, между глыбами состоящих из континентальной коры материков – и поэтому покрыта водой океанов).
Наступил карбон, или каменноуголный период (360 – 299 миллионов лет назад). В нижнекаменноугольную эпоху область Донецкого бассейна вместе со всей Русской плитой испытывает погружение и покрывается морем, заливом океана Палеотетис. В то же время обособленное прогибание территории Донецкого бассейна прекращается и в течение почти всего нижнего карбона она ничем существенным не отличается по условиям осадконакопления от остальной площади плиты: за это время в области Донецкого бассейна накапливается около 300 метров известковых органогенных осадков.
В конце нижнекаменноугольной эпохи, около 330 миллионов лет назад, в ходе этого развития наступает резкий перелом. В области Донецкого бассейна возобновляется интенсивное, непрерывное и пульсирующее прогибание и начинается накопление в паралических (то есть прибрежно-морских) условиях чрезвычайно мощной (до 10000 – 12000 метров) песчано-глинистой угленосной толщи среднего и верхнего карбона. Угленосная толща состоит из многократно переслаивающихся, циклически повторяющихся слоев песчаников, алевролитов, аргиллитов, углей и известняков. Песчаник это осадочная обломочная сцементированная горная порода, возникшая в результате, возникшая в результате цементации песка. Алевролит – сцементированная осадочная горная порода, состоящая из зерен алеврита – рыхлой осадочной горной породы, промежуточной между песчаными и глинистыми породами. Аргиллит – это тоже осадочная порода, образуется в результате уплотнения и обезвоживания глин, известный также как глинистый сланец. Образовавшиеся тогда известняки содержат остатки фораминифер, кораллов, брахиопод, иглокожих, головоногих... Накапливался очередной слой толщи, затем он уходил на дно моря, спрессовываясь и спрессовывая предшествующий, на его месте накапливался новый слой. Так происходило не менее двухсот раз.
Донецкий прогиб (еще не кряж) в карбоне представлял собой огромную заболоченную лагунную область. Вдоль берегов росли древесные формы хвощей - каламитов, которые в то время всегда были связаны с водой. В болотах росли могучие деревья, основные углеобразователи того времени – плауновидные лепидодендроны, перевитые канатами лиан. На слабоувлажненной возвышенной суше группировались примитивные голосеменные, а самые высокие участки заселяли предки современных хвойных. Вот как описывается Донецкий бассейн в книге С. Д. Шера «По страницам каменных летописей»:
«Жаркий, сырой, удушливый воздух. Из низко нависших, затягивающих все небо туч идет дождь. Крупные капли его падают в желтую гнилую воду огромного болота. Мы находимся на месте Донецкого бассейна четверть миллиарда лет назад, в каменноугольном периоде, примерно в то время, когда на месте Москвы в море отлагался белый известняк.
И дождь, и желтая болотная вода, и большие пузыри на воде от дождевых капель - такие же, как сейчас. Но это - единственное, что во всей природе напоминает наши дни. На болоте растут необычные деревья, по их высоким стволам ползают насекомые, подобных которым давно уже нет наземном шаре, в болотной воде плавают странные на наш взгляд животные.
Вот заросли каламитов. Безлистные зеленые ветки этих деревьев - такие же, как маленькие веточки их далеких родственников, современных хвощей. Только размеры каламитов в несколько десятков раз больше.
Чем дальше от воды, тем выше становятся деревья. До тридцати метров возвышаются над болотистой низиной кроны могучих лепидодендронов и сигиллярий. Больше двух метров в поперечнике достигает толщина их стволов.
Далекого потомка лепидодендронов вы, наверное, встречали летом в лесу. Это - мох плаун. Потянешь за зеленый, немного колючий побег такого мха - и вытянешь целую гирлянду, усыпанную желтыми спорами. Такими же спорами, но только гораздо более крупными были покрыты ветви лепидодендронов. Желтым дождем падали они на землю с высоты 20-30 метров.
Деревья каменноугольного леса увивали ветвящиеся папоротники, подобных которым давно уже нет на земеном шаре. Росли разнообразные по виду и размерам папоротники и у подножия стволов.
Невеселым был лес. Цветов в нем не было, потому что цветковые растения появились значительно позже. Не слышно было и пения птиц: первая птица пролетела над землей почти через 100 миллионов лет после того, как кончился каменноугольный период.
По стволам деревьев, по листьям папоротников ползали огромные пауки, тараканы, мокрицы - одни из наиболее древних обитатаелей нашей суши. Изредка по лесу пролетали стрекозы. Но это были не те маленькие, изящные насекомые, которые вьются сейчас над болотами и речками, а большие животные, почти с метровым размахом крыльев.
Оживляли лес и древние земноводные - предки современных тритонов и лягушек. Среди них больше всего было стегоцефалов. Неуклюже переваливались они на своих лапах, еще мало приспособленных к жизни на суше. Уродливые головы стегоцефалов покрывал крепкий панцирь, поэтому и получили они свое название, которое в переводе на русский язык означает покрытоголовые. На теле стегоцефалов блестела мокрая, скользкая чешуя.
Постепенно восстанавливали геологи картину древнего леса. Для этого им пришлось внимательно пересмотреть сотни тысяч образцов каменного угля, изготовить и потом изучить под микроскопом тысячи тонких срезов камня - шлифов. В одном месте геологи встречали в угле отпечатки листьев, в другом - остатки обугленной коры, в третьем - окаменевшие слепки застрявшего когда-то в вязкой смоле насекомого.
Сначала стволы, ветви и листья деревьев, падавших в воду древнего болота, превращались в торф, подобный тому, который образуется в болотах сейчас. После того как слой торфа покрыли отложения других горных пород, началось постепенное его уплотнение, уменьшелось количество заключенной в нем воды. Затем сложные химические реакции привели к превращению торфа в бурый уголь.
Но на этом преобразования не закончились. Температура в несколько сотен градусов и высокое давление в глубинах Земли превратили бурый уголь в каменный - создали тот блестящий черный камень, который добывают в Донецком бассейне.»
Каменноугольная система в Донецком бассейне имеет все свои подразделения, разрез ее непрерывен и представлен не только морскими отложениями с соответствующей фауной, но и континентальными, с обильными растительными остатками, где отложения системы подстилаются и перекрываются породами, возраст которых хорошо известен. Такого сочетания нет ни в одном бассейне мира.
Процесс накопления угленосной толщи в карбоне не закончился и продолжался в нижнепермское время (граница карбона и перми проходит на уровне 299 миллионов лет назад). Но приближался очередной этап, вновь изменивший облик региона. Уже в нижнепермское время начали возникать пологие складчатые структуры, соответствующие основным современным тектоническим элементам, синклиналям и антиклиналям. Их возникновение привело к отделению от моря обширного залива, охватывающего Бахмутскую и Кальмиус-Торецкую котловины. При высыхании этого залива отлагались гипсы, соль, медистые песчаники. С конца нижней перми и на протяжении верхней перми и триаса (триасовый период занимает отрезок 250 – 200 миллионов лет назад) область Донецкого бассейна, зажатая между кристаллическими массивами Воронежской антеклизы и Украинского щита, подвергается интенсивной складчатости, поднимается, и превращается в складчатое сооружение – кряж. Термин «кряж» и означает возвышенность, сложенную дислоцированными, то есть складчатыми, плотными породами. Оси складок располагались в направлении, соответствующем современному направлению с северо-запада на юго-восток. В это время как раз и завершалась герцинская тектоно-магматическая эпоха, а материки слились в гигантскую континентальную глыбу – Пангею (о движении материков, их слияниях и расколах земной коры можно прочитать на этом сайте в соответствующей статье). Собственно, это постепенное столкновение, слияние литосферных плит и вызвало сминающие земную кору в складки движения. Высокими горными формами Донецкий кряж не отличался. Гофрированная структура складок впаялась в платформу, образовав в ней аномальное внутриплатформенное складчатое сооружение – странный пример недоразвитой подвижности. Не образовались ни высокие горы, ни глубокий и широкий океан. Таким образом, одна из геологических особенностей Донецкого кряжа заключается в том, что, как у настоящего горного сооружения, недра этой холмисто-грядовой возвышенности складчаты, хотя в рельефе никакого хребта нет. Складчатое сооружение Донбасса вдается в тело платформы, но, по существу, не принадлежит ей. Несмотря на то, что Русская равнина продолжается над ним.
В юрском периоде (200 – 145 миллионов лет назад), который последовал за триасовым, большая часть постепенно разрушавшегося Донецкого кряжа представляла собой сушу, как и пространства к северу от него.
В нижнем мелу (меловой период длился 145 – 65 миллионов лет назад) Донецкий кряж испытал еще один этап складчатости и роста, когда были смяты в складки отложения юры и триаса. По сравнению с первоначально создавшей кряж герцинской складатостью этот этап был слабым. Кряж в результате долгого разрушения уже стал обладать сложным расчлененным рельефом с довольно резкими очертаниями поперечных профилей и отпрепарированных денудацией гряд песчаников.
Донецкий кряж значительно разрушился к моменту, когда его покрыло море в позднем меловом периоде, что-то около 90 миллионов лет назад (турон-коньяк-сантонская трансгрессия). В верхнем мелу Донецкий кряж представлял собой морскую банку с высотой наиболее возвышенных частей 20 – 30 метров. Среди мелководий возвышались острова, рифы, мели. В конце мела, около 65 миллионов лет назад, и это море отступило. Оно оставило меловые отложения, охватывающие кряж кольцом. После этого Донецкий кряж вступил в континентальный период развития. Моря впоследствии только подходили к его границам, не заливая полностью. Так было, например, в эоценовую эпоху (она длилась 55-34 миллиона лет назад) и в окрестностях временной границы олигоцена и миоцена 23 миллиона лет назад. Кряж с тех пор продолжал и продолжает до сегодняшних дней разрушаться вследствие выветривания и размыва. При этом он продолжает медленно расти.
Сложная геологическая история развития кряжа и сегодняшний его вид привела к тому, что рельеф его описывался по-разному. Его определяли как «равнину, густо расчлененную балочной сетью», «гористое плато», «волнистое» или «холмистое плоскогорье», «плато», «слабо волнистое плато», «волнистое плато, расчлененное врезанными долинами, оврагами и балками», «древние пенепленизированные горы», «пенеплен», «типичный пенеплен», «низкие горы».
Автор книги «Очерки природы Донецкого кряжа» В.С. Преображенский пишет, что неправильно называть равниной или полуравниной территорию, где вследствие особенностей рельефа (глубокие долины с крутыми, местами скалистыми склонами), проведение и строительство дорог и эксплуатация транспорта требуют местами учета норм, принятых в горных районах. Он характеризует Донецкий кряж как возвышенность с равнинными междуречными пространствами и долинами, имеющими горный облик.
Волнистые водоразделы сглажены покрывающими их лёссовидными породами, однако в местах выхода на поверхность плотных карбоновых и пермо-карбоновых пород водоразделы становятся скалистыми, на них появляются останцовые сопки и гряды. Своеобразным, характерным для Донецкого кряжа, является также наличие гривистого рельефа, когда на склонах и вершинах увалов выделяются вытянутые на сотни метров и километры гривки из прочных коренных пород – песчаников и известняков. Его образование связано с неравномерной стойкостью к размыву твердых пород и легко разрушающихся сланцев.
Конечно, в рельефе Донецкого кряжа присутствуют и следы человеческой деятельности. Огромные горы пустой породы из шахт – терриконы, возвышающиеся над местностью на десятки метров, придают ландшафту неповторимый колорит. Кто знает, возможно в будущем какие-то из этих гор будут являться охраняемыми памятниками промышленного освоения Донбасса.
Основные речные долины кряжа в позднем плиоцене (примерно 2 млн. лет назад) уже сложились. Северский Донец в плиоцене образовал три террасы. Абсолютные высоты поверхностей террас колеблются от 150 до 210 м, от 160 до 175 м, и от 100 до 155 м. Глубина вреза речных долин достигает 150 –200 метров. Обрывистые скалистые склоны придают рельефу Донецкого кряжа черты низкогорья.
В четвертичном периоде (последние 1,8 миллиона лет) Северский Донец и его главные притоки образовали пять надпойменных террас относительной высотой от 80 метров и ниже. Сложены они преимущественно песками, покрытыми лёссом.
Донецкий кряж с его расчленённым рельефом служил убежищем для теплолюбивой флоры и фауны в ледниковые эпохи четвертичного периода. Здесь обнаружено множество растений с разорванным ареалом, имеющих связис Кавказом, Крымом, Средней Европой. Реликтовым является на Донецком кряже граб, в ряде мест по Северскому Донцу растет меловая сосна.
Граница Донецкого кряжа как структуры рельефа на севере проходит по правому берегу долины Северского Донца, на западе через верховья рек Волчьей и Быка (притока р.Самары). На юго-западе, севернее Волновахи, Донецкий кряж ограничен выходами кристаллических порода Украинского массива, а на юге и юго-востоке – Причерноморской низменностью, которая сочленяется с Донецким кряжем по линии «устье Северского Донца – Шахты – Кульбакан на Миусе – Амвросиевка».
Орографически границы Донецкого кряжа выражены на самом деле очень нечетко. Склоны его плавно переходят в окружающие равнинные пространства. Особенно невыразительны его границы на западе и на востоке. Разные исследователи проводят их по разному. Если взять за границу кряжа границу массового распространения смятых в складки палеозойских пород, то она будет выглядеть так:
На юге – от Константиновска на Дону на станцию Каменоломни, с. Дарьевку, выше с. Большекрепинской, через селения Лысогорку, Алексеевку, станции Амвросиевку и Кутейниково, устье р.Мокрой Волновахи, с. Стыла, пос. Ольгинка. На западе – от пос. Ольгинка, через разъезд Доля, с. Ильинка (на р. Волчьей), с. Новотроицкое (на р. Соленой), селения Золотой Колодец, Сергеевка, пос. Черкасская, селения Корулька, Малая Камышеваха, Грушеваха (на р. Берек). На севере граница проходит по Северскому Донцу от г. Изюма до с. Нижнего, далее через станцию Сентяновку, на с. Георгиевку, станции семейкино и Верхнедуванную, далее к Северскому Донцу в 10 км выше с. Гундоровка, по Северскому Донцу до с. Калитвенской, через селения Дядин, Рудаков, Каменный рынок. На востоке – от с. Каменный рынок через селения Ермаковская, Кондаков (на р. Кагальник) к Константиновску на Дону.
Однако не выраженные в рельефе структуры кряжа простираются под землей шире. Например, на территории Ростовской области до железной дороги Морозовск-Цимлянская и южнее до поселка Большая Мартыновка. На этой площади (Восточный Донбасс) угли залегают на глубине до 1600 метров и имеют промышленное значение. А всего в угленосной толще Донецкого кряжа насчитывается 330 угольных пластов, только 130 из которых имеют мощность больше 0,45 м. Типичная мощность разрабатываемых пластов – 0,6–1,8 м. Угли Донбасса высококачественые – коксующиеся, антрациты. Интересно отметить, что в городе Новочеркасске до 90-х годов работал завод по производству синтетического бензина, вывезенный в свое время из побежденной Германии – немцы в условиях дефицита нефти очень увлекались этой технологией. Сырьем для завода служили угли Донецкого кряжа.
Как раз по границе Донецкого кряжа и Доно-Донецкой равнины – левому берегу Северского Донца я и проехал от Константиновска через Усть-Быстрый, Краснодонецкую до Белой Калитвы. Сам Северский Донец был виден не все время. В нижнем течении эта река сечет смятые пласты поперек, и русло, пробиваясь среди складок кряжа, имеет местами коленчатую форму (пласты сложены разными породами и размываются по разному; когда река ищет себе дорогу сквозь вставшие чуть ли не вертикально пласты, она и вынуждена течь зигзагами). Обрывистые берега благодаря такому явлению иногда подходят непосредственно к воде, образуя ущелья. За поселком Нижнекалинов асфальтовая дорога кончилась, чтобы вновь начаться у реки Быстрой. Такой разрыв – традиционная ситуация на границах двух районов. На горбах, разделяющих крупные древние балки, куда взбирается дорога, выходят на поверхность древние камни, следы разрушения пород кряжа. Обрывистые берега реки Быстрой недалеко от её устья (она впадает в Северский Донец) тоже сложены выветрившимися породами.
Изобилие камня приводит к интересной особенности населенных пунктов – камень-плитняк массово используется при строительстве. Как правило, это невысокие заборчики и загоны для домашних животных.
Недра складчаты, как у гор – а самих гор нет. Расположен внутри платформы – но фактически не принадлежит ей. Начал свой путь как прогиб – теперь является возвышенностью. Вот такой он, Донецкий кряж.
Использованная литература:
В.С. Преображенский. Очерки природы Донецкого кряжа. 1959 г.
Б.В. Пичугин, И.А. Татоли, О.П. Фисуненко. Не счесть сокровищ... 1984 г.
Степной Следопыт
2008 г, отредактировано и дополнено в 2011 г.
Вид на долину Северского Донца. На горизонте - собственно Донецкий кряж.
Вид с левого берега Северского Донца вверх по течению.
Древние породы выходят на поверхность. Иногда это просто отдельные камни.
Складки пород находят свое выражение в рельефе в виде невысоких гряд.
Берега реки Быстрой.
Терриконы - отвалы пустой породы из шахт. Сейчас это характернейший элемент ландшафта кряжа, как и города, тянущиеся иногда сплошным поясом. Было бы ошибкой считать терриконы мертвыми грудами грунта. Углесодержащая масса породы быстро окисляется под действием воды, кислорода, углекислот, разогревается и нередко самовозгорается. Так образуются «горельники», а из горячих газов на поверхности образуются отложения, аналогичные отложениям вулканических фумарол
Русло Северского Донца. В античном мире Северский Донец был известен под названием "Сиргис".
Балки, разрезающие берега Северского Донца
Схема тектоники района, который мы рассматриваем. Прекрасно видна Скифская плита, переходящая в поднятые структуры Донецкого кряжа, внедренные в древнюю Восточно-Европейскую платформу. (из книги «Палеогеография и биогеография бассейнов Паратетиса». Попов С.В., Аметьев М.А., Лопатин А.В. и др. 2009 г.)