Комплексный геологический памятник природы – Горельник «Яблоновый Овраг»

№ 3 (17) / 2024

Игорь Никулкин,
учащийся клуба Юный геолог ЦДЮТиК, ученик 9 класса лицея «Технический», г.о. Самара

 О.В. Никулкина,
педагог дополнительного образования ЦДЮТиК, учитель географии и биологии лицея «Технический» г.о. Самара

Д.В. Ворощук,
геолог, педагог дополнительного образования, руководитель Екатеринбургского клуба любителей камня

В каждом регионе России есть геологические памятники природы, которые доступны для посещения школьникам, студентам, юным геологам и обычным туристам.
Геологический памятник – уникальный объект (комплекс взаимосвязанных объектов) естественного происхождения или участок, наиболее полно и наглядно для данной местности характеризующий протекание геологических процессов и их результаты, представляющий научную ценность, доступный для непосредственного наблюдения и изучения [1, 2].
Карьер горелых сланцев в районе с. Яблоновый Овраг (далее Горельник «Яблоновый Овраг»; название предложено автором статьи) в последние годы становится популярным объектом посещения среди жителей г. Самары и Самарской области. Этот объект сравнивают с разноцветными корами выветривания на Алтае (Марс-1, Марс-2), Урале (Троицко-Байновское месторождение огнеупорной глины, Свердловская область).
В 2023 г. при подготовке к Всероссийской открытой полевой геологической олимпиаде в г. Альметьевске (Татарстан), Горельник «Яблоновый Овраг» был выбран в качестве объекта для конкурса «Описание геологического памятника».
В карьере можно наблюдать фрагмент геологической истории региона (от верхней юры до наших дней). В карьере также можно наблюдать осадочные горные породы, измененные вследствие термального воздействия различной степени, вызванного подземными пожарами. Температура достигала 1000 и более градусов, что привело к частичному плавлению пород вплоть до формирования базальтоподобных лав.
Полевые работы на территории предлагаемого геологического памятника природы Горельник «Яблоновый Овраг» проводились в 2023 г. силами юных геологов г. Самары (рис. 1). Во время работы были отобраны петрографические и палеонтологические макрообразцы, микрообразцы для изготовления прозрачных шлифов, образцы с проявленной вторичной минерализацией.

Рис. 1. Полевые работы на территории Горельника «Яблоновый Овраг» (СВ борт северо-западного участка карьера)
1. Географическая позиция Горельника «Яблоновый Овраг»
Горельник «Яблоновый Овраг» располагается на юге Самарской области, в 50 км к юго-юго-востоку от г. Самары (рис. 2).

Рис. 2. Горельник «Яблоновый Овраг» (красный кружок) на физико- географической карте России (врезка) и карте Самарской области (масштаб 1 : 1200 000, доступ февраль 2024)
Физико-географическая характеристика Самарской области
Самарская область входит в состав Приволжского федерального округа и занимает площадь 53600 км2, что составляет 0,3% территории России (рис. 2). Меридиональная протяженность составляет 335 км, а широтная – 315 км. Административный центр – город Самара. Географические координаты: 53°12´ с. ш. и 50°06´ в. д.
Самарская область располагается на Восточно-Европейской платформе. Естественными границами разделения области по рельефу являются реки Волга и Самара. На территории выделяются три ландшафтные области: Правобережье (Жигулевск, Шигоны Октябрьск, Сызрань), Северное Левобережье (Тольятти, Похвистнево, Кинель-Черкассы) и Южное Левобережье (Новокуйбышевск, Чапаевск, Безенчук, Нефтегорск). Правобережье является возвышенным районом, расположено на восточных отрогах Приволжской возвышенности, пересечено оврагами и балками. Левобережье – равнинное. Северное левобережье представлено плоской равниной низкого Заволжья и юго-западной частью Бугульминско-Белебеевской возвышенности (Сокольи горы, Сокские и Кинельские яры) с абсолютными отметками, превышающими 300 м. Южное левобережье занято пологоволнистой равниной, юго-восточную часть которой занимают отроги возвышенности Общий Сырт (Синий, Средний, Каменный сырты с абсолютными отметками, превышающими 200 м). Максимальная высота Самарской области 381 м [3].
В геоморфологическом отношении Горельник «Яблоновый Овраг» принадлежит к Сыртовой равнине. Территория характеризуется сглаженным террасированным рельефом (абсолютные высоты до 200 м). Превышение водоразделов над долинами 50-150 м. Широкие, но неглубокие долины рек чередуются с плоскими увалистыми междуречьями (сыртами) [4, 5].
Горельник «Яблоновый Овраг» расположен на границе лесостепной и степной зоны, на террасе правого берега р. Чапаевка (до 1937 г. р. Моча). Река Чапаевка, имеющая протяжённость 320 км, полностью протекает по Самарской области.

2. Геологическая характеристика района Горельника «Яблоновый Овраг»
В геологическом строении территории Самарской области принимают участие породы архейской, протерозойской акротемы и фанерозойской эонотемы (рис. 3, [5]). Фанерозой подразделяется на палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую эратему. В палеозое выделяются отложения девонской, каменноугольной и пермской системы. Мезозой представлен триасом, юрой и мелом, а кайнозой – палеогеном, неогеном и четвертичными образованиями. Самые древние породы, которые обнажены на земной поверхности, имеют верхнекаменноугольный возраст.

Рис. 3. Геологическая карта Самарской области (1 : 200 000) [6]
3. Геологическая, геоморфологическая и палеонтологическая характеристика Горельника «Яблоновый Овраг»
Карьер «Яблоновый Овраг» расположен в верховьях оврага, который протягивается с севера-востока на юго-запад в направление села Яблоновый Овраг (старое название Яблоновый Враг), имеет почти изометричную форму общей площадью около 3 га (рис. 4).

Рис. 4. Общий вид на карьер «Яблоновый Овраг» (северо-восточный и юго-западный участки
Карьер разделяется дорогой, по которой вывозился каменный материал, на два участка (юго-западный и северо-восточный. Судя по наличию озера на дне карьера, определяющего уровень грунтовых вод, добыча ниже этого уровня не производилась.
Горельник «Яблоновый Овраг» представляет переслаивание аргиллитов, алевролитов и глинистых сланцев верхнеюрского возраста (волжский ярус) с прослоями горючих сланцев (рис. 5), измененными в результате распространения подземного пожара вдоль трещин и наложенными экзогенными (локально гидротермальными) процессами после выведения на поверхность.

Рис. 5. Геологическая карта района Горельника «Яблоновый Овраг» (фрагмент геологической карты масштаба 1 : 200 000 (Лист N-39-XXVIIP) [7]). Карьер отмечен красным кружком
В работах [8], [9] предполагается, что битуминозные сланцы загорелись в результате удара молнии после того, как были выведены на поверхность на границе неогена и четвертичного периода в результате эрозионных процессов или в результате разнообразных химических реакций. Мы предполагаем, что породы были выведены на поверхность уже измененными. Удары молнии, как известно, приводят к поджогу растительности, но нет документальных свидетельств, что удары молнии инициировали поджог битуминозных сланцев. Поиск подобной информации, чтобы подтвердить или опровергнуть гипотезу с ударом молнии, потребует дополнительного времени. Сведения о пожаре не сохранились в народных легендах и преданиях, что также не говорит в пользу поверхностного пожара.
Породы в бортах карьера имеют разнообразную окраску – от бежевой и желтой до красной, вишневой, и черно-серой (расплавленные базальтоподобные). Отмечается зональность в распространении окраски пород. Наиболее репрезентативным является юго-западный участок карьера, где прекрасно обнажены стенки карьера, можно наблюдать цветовую «температурную» зональность, зоны частичного плавления, и т. д. (рис. 6).

Рис. 6a

Рис. 6б

Рис. 6г

Рис. 6д. Рис. 6. Стенки карьера Горельника «Яблоновый Овраг». (а) «цветовая» температурная зональность в северо-восточном борту юго- западного участка карьера, (б) плавление пород, послойное и вдоль трещин, ориентированных под углом к полосчатости, (в) «цветовая» температурная зональность в юго-восточном борту юго-западного участка карьера, (г) распространение горения послойно и вверх по трещинам (юго-восточный борт юго-западного участка карьера)

По бортам карьера широко развиты трещины: горизонтальные, слабонаклонные, поперечные, а также секущие разного происхождения (рис. 1, 6). Среди них можно выделить трещины остывания, тектонические трещины, техногенные трещины (трещины отрыва). Послойные и секущие трещины обусловливают местами псевдостолбчатую отдельность. Локально породы смяты в складки (рис. 7).

Рис. 7. Смятые в складки породы (юго-восточный борт юго-западного участка карьера
Складчатость характерна только для слабоизмененных пород. Сильнообожженные породы подвержены только наложенным хрупким деформациям. Возможно, в некоторых местах мы имеем дело с гравитационной складчатостью исходных пород.
Следы частичного плавления наблюдаются в основном в нижних слоях. Температура распространялась латерально (вдоль слоев) по прослоям битуминозных сланцев с частичными заливами вверх и вдоль тектонических трещин (рис. 6).
На рис. 8 представлены образцы «горелых» горных пород с сохранившейся исходной полосчатой текстурой, со следами частичного плавления, трещинами остывания и поздними трещинами, возникшими вследствие наложенной хрупкой деформации.

Рис. 8аРис. 8б. Рис. 8. «Горелые» глинистые сланцы ((а) обр. Яо-2-2б, (б) обр. Яо-3-1). Горельник «Яблоновый Овраг», юго-западный участок карьера, северо- восточный борт, коренное залегание
Локально среди слабоизмененных пород по плоскостям послойных и вертикальных трещин развита вторичная минерализация (окварцевание, карбонатная и сульфатная (?) минерализация) (рис. 9). В настоящее время получены первые аналитические данные методом сканирующей электронной микроскопии (SEM), TESCAN MIRA LMS (S6123); энерго-дисперсионные спектры (EDS) получены с помощью энерго-дисперсионного спектрометра INCA Energy 450 X-MaxEDS. Образцы изучались на свежих сколах (напыление углеродное). Аналитик: к.г.-м.н. Леонова Л.В. (ИГГ УрО РАН, Екатеринбург). Результаты исследования будут опубликованы позднее.

Рис. 9аРис. 9б. Рис. 9. (а) развитие вторичной минерализации в виде сферолитов по горелым сланцам (обр. Яо-4-6). Фото образца, СЭМ снимок. Горельник «Яблоновый Овраг», юго-западный участок карьера, северо-восточный борт, коренное залегание; (б) развитие вторичной минерализации по горелым сланцам (обр. Яо-4-7). Фото образца, СЭМ снимок. Горельник «Яблоновый Овраг», северо-восточный участок карьера, северо- восточный борт, коренное залегание.
Карьером «Яблоновый Овраг» вскрыты отложения верхнеюрской системы, содержащие ископаемую фауну (рис. 5). Автором в слабоизмененных породах были обнаружены отпечатки аммонитов Zaraiskites densecostatus, гастропод Berlieria maeotis (?) рода Scurria, фрагменты раковин двухстворчатых моллюсков (?) (рис. 10). Эти фоссилии ранее были описаны в [10]. В «горелых» породах фоссилии не были обнаружены.

Рис. 10аРис. 10б. Рис. 10. Ископаемая фауна карьера «Яблоновый Овраг»: отпечатки аммонитов Zaraiskites densecostatus (а) и гастропод Berlieria maeotis (?) рода Scurria (б)
4. Аналоги Горельника «Яблоновый Овраг»
Предполагается, что породы на «Яблоновом Овраге» – это горелый аналог «кашпирских» сланцев [8].
Кашпирское месторождение, которое находится неподалеку от г. Сызрань, – это старейшее месторождение горючих сланцев на территории Самарской области [11], [12]. По преданию еще казаки Степана Разина использовали горючий камень для своих костров. Возникло даже предположение, что слово «Кашпир» берет свое начало именно с тех лихих времен: здесь, на волжском берегу, разинцы якобы варили на кострах кашу и устраивали пиры. Название «Кашкур» встречается в литературе вплоть до первой трети ХХ столетия.
Впервые научное описание «горючего камня» волжских берегов сделал П.С. Паллас, побывавший здесь в мае 1769 г. Паллас писал: «Слой шифернаго уголья лежал выше прибылой воды, и как цветом и сложением, так пламенем и запахом во время сжения совершенно подобен находящемуся в верхних слоях при Симбирске примеченному шиферу; но во время сушки еще больше щепляется, и тогда с виду походит на сосновую кору. Сие шиферное уголье можно по нужде употреблять в кузнице, и хотя только на несколько футов в глубину следует под шифером синяя глина, однако не должно сомневаться, чтобы еще глубже не находилось лучшего уголья» [12].
Среди аналогов Горельника «Яблоновый Овраг» также можно отметить горелые отвалы в районе г. Копейска [14], г. Кемерово (Горелая гора) [15], битуминозные месторождения в районе Тичино (Южная Швейцария) [16, 17], горелые юрские сланцы в районе Lyme Regis (юго-западная Англия) [18], «горящие» сланцы на горе Янардаг в Азербайджане [19] и др.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. В результате проведенных работ были отобраны и описаны петрографические и палеонтологические образцы, а также образцы с видимой вторичной минерализацией. Проведена фотои видеодокументация, сделаны замеры элементов залегания трещин.
2. Методом сканирующей электронной микроскопии получены первые данные по вторичной минерализации.
3. Новые наблюдения, приведенные в работе, могут послужить основой для более детального изучения объекта с точки зрения петрографии, минералогии (техногенной (?)), физико-химических процессов (термальный метаморфизм), происходящих от периода его формирования до настоящего времени.
4. На основе собранных исторических и полевых материалов была разработана историко-геологическая экскурсия на Горельник «Яблоновый Овраг», которая включает автобусную и полевую части. Во время автобусной поездки планируется рассказ о географии и геологии Самарской области, об истории изучения геологии Самарской области и ее полезных ископаемых, битуминозных сланцах и их формировании, истории разработки битуминозных отложений Самарской области, аналогах Горельника «Яблоновый Овраг». Во время полевой экскурсии планируется показ слабои сильноизмененных пород, участков плавления пород, температурной зональности, систем трещиноватости, проявлений хрупкой и пластичной деформации, фоссилий, участков развития вторичной минерализации.
5. На основе проведенных работ и собранных материалов предлагается рассмотреть Горельник «Яблоновый Овраг» как потенциальный геологический (петрографический, палеонтологический и геоморфологический) памятник природы локального значения.
6. Намечены планы по дальнейшему изучению Горельника «Яблоновый Овраг»: полевые (послойный отбор микрообразцов для изготовления шлифов и последующего изучения пород под микроскопом (изучение текстурно-структурных особенностей, взаимоотношений минералов, выделения реликтовых и новообразованных минералов), изучение систем трещин, поиск фоссилий, вторичных новообразований и т. д.), совместный выезд на объект юных геологов с учеными Института геологии и геохимии УрО РАН, организация выставки, посвященной Горельнику «Яблоновый Овраг» в г.о. Самара, и проведение ряда экскурсий для учащихся г.о. Самара и юных геологов из других регионов России.

Благодарим старшего научного сотрудника ИГГ УрО РАН (Екатеринбург), к.г.-м.н. Л.В. Леонову за проведение аналитических исследований новообразованных минералов.

Список литературы
1. Лапо А.В. и др. Методические основы изучения геологических памятников природы России // Геология и Стратиграфическая корреляция 1993, том 1, № 6. – C. 75-83.
2. https://vocabulary.vsegei.ru (Доступ февраль 2023).
3. Воронин В.В. География Самарской области. Самара, ГОУ СИПКРО, 2008. – 266 с.
4. Ясюк В.П. Природные условия Самарской области. Учебное пособие. Самара, 2017. – 195 с.
5. Бортников М.П. Геология Самарской области. Учебное пособие. Самара, СГТУ, 2010. – 115 с.
6. https://vsegei.ru/ru/info/gisatlas/pfo/samarskaya_obl/11_geol_sam.jpg (Доступ 2 июня 2023 г.).
7. https://www.geolkarta.ru/list_200.php?idlist=N-39-XXVII&ysclid= lj9rps4fb250396433 (Доступ июнь 2023).
8. Баранова М.Н., Бухман Л.М. Геологическая история образования отложений, геохронология и полезные ископаемые Самарской области. Самара, СГАСУ, 2016. – С. 94.
9. Руднев С.Н. Огонь из прошлого / под ред. М. Михайловой // Самарские известия. 2002. № 226. – С. 9.
10. Бухман Л.М., Бухман С.Н. Изучение ископаемой фауны для реконструкции палеогеографической обстановки территории среднего течения реки Чапаевка (Самарская область) / Традиции и инновации в строительстве и архитектуре/ СГАСУ, 2016. – С. 78-81.
11. Кашпирский сланец: вековая история. http://syzrantoday.ru/articles/ item/24818-kashpirskij-slanets-vekovaya-istoriya?ysclid=lj9sg4w3fk343805842 (Доступ июнь 2023 г.).
12. Петер Паллас в Самарском крае. https://историческая-самара.рф/ (Доступ май 2023 г.).
13. https://cyberleninka.ru/article/n/goryuchie-slantsy-kashpirskogomestorozhdeniyakak-obekty-istoriko-kulturnogo-naslediya/viewer (Доступ май 2023 г.).
14. https://uraloved.ru/terrikony-kopejska?ysclid=lja361pm6d938553840 (Доступ май 2023 г.).
15. https://redhill-kemerovo.ru/istoriya/pamyatniki/prirodnyie-pamyatniki/ krasnaya-gorka/?ysclid=lja3c10yld909002058 (Доступ май 2023 г.).
16. https://en.wikipedia.org/wiki/Monte_San_Giorgio (Доступ май 2023 г.).
17. Rieber H. The formation of the bituminous layers of the Middle Triassic of Ticino (Switzerland) /Cyclic and Event Stratification / Springer, Berlin, Heidelberg, 1982. https://doi.org/10.1007/978-3-642-75829-4_43.
18. https://wessexcoastgeology.soton.ac.uk/Lyme-Regis-to-Charmouth.htm (Доступ март 2023 г.).
19. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AF%D0%BD%D0%B0%D1%80%D0%B4%D0 %B0%D0%B3_(%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%B0) (Доступ июнь 2023 г.).