Отложения палеогена в морских фациях установлены в пределах рассматриваемого района только в Южной Прибалтике (Калининградская область), где описана толща терригенных осадков мощностью до 100 м, представленных песками, глинами и кремнистыми глинами, которые лежат на породах мелового возраста. В кремнистых глинах встречены редкие фораминиферы, а также многочисленные диатомеи и радиолярии, указывающие на их морское происхождение. В составе толщи отмечены прослои лигнита, а в песках – желваки и куски янтаря.
Основная часть разреза имеет палеоценовый и эоценовый возраст и соответствует максимуму трансгрессии моря, распространившегося из Южной и Центральной Европы.
С конца эоцена и в олигоцене по всей территории северо-запада устанавливаются континентальные условия, происходит размыв ранее отложенных осадков мезозоя и палеозоя настолько глубоко, что здесь отсутствуют даже коры выветривания, развитые севернее (на Кольском полуострове и в северной Финляндии). Однако не исключена возможность установления глинистых осадков палеогена в донных отложениях Ладожского и Онежского озер, расположенных в зонах длительного тектонического прогибания. На территории проведения практики выходы отложений палеогена отсутствуют.
Неогеновая система. Продолжительность неогена 22-24 млн лет. Он подразделяется на два отдела – миоцен и плиоцен.
До 80-х годов отложения неогена (континентальная песчано-глинистая толща) мощностью в несколько десятков метров выделялись только в Калининградской области. Возраст толщи устанавливался на основании определения споропыльцевого комплекса и считался плиоценовым. Полагалось, что на миоценовом этапе развития территории либо осадконакопление не происходило вообще, либо отложения этого возраста были подвергнуты экзарации в четвертичном периоде.
За последние полтора десятилетия по материалам, собранным к востоку от рассматриваемой территории, было установлено прогрессирующее похолодание климата от близкого к субтропическому (Подмосковье, Белоруссия) в раннем-среднем миоцене, до умеренного – в его конце. Похолодание совпало с планетарным по своим масштабам понижением уровня Мирового океана до отметок минус 220-240 м (край шельфа). Это понижение уровня океана, начавшись в самом конце миоцена, охватило и начало плиоцена. В результате такого процесса на континентах и окружающем шельфе образовалась система переуглубленных речных долин, днища которых (в частности, в пределах северо-запада России), фиксируются на отметках от минус 50-80 до 110-120 м, понижаясь на акватории Финского залива, Балтийского и Северного морей до отметок минус 140-160 м и ниже.
Серия таких переуглубленных долин прорезает и Приневскую низменность, на территории которой расположен Санкт-Петербург. Здесь отметки в русле Невы и ее притоков, в том числе и пересекаемых трассами метро (аварийный участок у площади Мужества, выполненный плывуном), достигают минус 84 м. Отмечается приуроченность этих долин к линиям тектонических нарушений в кристаллическом фундаменте.
Отложения самого конца раннего и позднего плиоцена – время так называемых акчагыльских трансгрессий – могут быть установлены в разрезе донных осадков Ладожского и Онежского озер. На остальной площади в плиоцене происходит медленное воздымание и формируется четкая поверхность выравнивания, располагающаяся на отметках 180-220 м и выше (Вепсовская и Ижорская возвышенности). На территории проведения практики выходы неогена отсутствуют.
Четвертичная система. Продолжительность четвертичного периода составляет 1,6 млн лет. Четвертичная система подразделяется на два отдела – плейстоцен и голоцен. Ввиду незавершенности данной системы в 1995 г. предложена совершенно иная стратиграфическая схема, по сравнению с более древними образованиями (табл.2 приложения). Ранее для расчленения четвертичных отложений использовалась, главным образом, климатостратиграфия – чередование эпох потепления и похолодания, что отражено в находках растительной органики.
За последние 20 лет получено много принципиально новых данных по четвертичным отложениям региона, основанных на радиоуглеродных датировках и палеомагнитных данных, исследовании фораминифер, остракод, моллюсков, диатомей, морских и наземных млекопитающих. Изучение процессов оледенения, энергетики, механизма и скорости движения ледяных покровов, их геологической деятельности (экзарация и транспортировка обломков пород) изменили представления о площадях, занятых покровным ледником, и количестве ледниковых эпох. В частности, число ледниковых эпох от четырех-шести и даже восьми сократилось до двух. Это великий эоплейстоценовый покров, осадки которого выполняют переуглубленные долины и прослеживаются до верховий Днепра и Волги, и днепровский ледник среднеплейстоценового возраста, который также перекрывал весь рассматриваемый регион. Остальные ледники не выходили за пределы северной Финляндии. На северо-западе России этим ледниковым эпохам соответствуют четко выраженные террасы, московская и более поздние, рыхлые осадки которых не могли бы сохраниться при движении покровных ледников.
Стратиграфия четвертичных отложений, их состав, мощностные характеристики и особенности выраженности в рельефе приведены в табл.3 приложения.
На территории прохождения практики отложения плейстоцена небольшой мощности можно наблюдать повсеместно, чаще всего в виде валунов магматических и метаморфических пород, запечатанных в суглинки или препарированных (освобожденных от вмещающих пород) водой и ветром. Голоценовые образования могут быть прослежены в виде элювия и делювия, а также аллювия по долинам рек и на побережьях озер и Финского залива.
3.3. Гидрогеология
В окрестностях Санкт-Петербурга развито несколько водоносных комплексов – от трещиноватых кристаллических пород платформенного фундамента (район Балтийского щита) до осадочных образований платформенного чехла. Подземные воды платформенного чехла имеют наибольшее значение для водоснабжения города и населенных пунктов области.
Наиболее древним водоносным комплексом чехла являются отложения венда, представленные крупно- и грубообломочными породами гдовского горизонта, для которых водоупором служат кварцито-песчаники шокшинской свиты. Воды этого комплекса слабо минерализованы (от 1 г/л на Карельском перешейке до 37,5 г/л в районе г. Луги). Подземные воды вендского комплекса защищены от поверхностного загрязнения слоем котлинских глин мощностью до 60 м, поэтому являются надежным источником питьевой воды для поселков Рощино, Репино, Солнечное и др. Эта вода используется также для разливания («Росинка») и приготовления на ее основе искусственных минеральных вод («Боржоми», «Ессентуки») и различных напитков.
По мере погружения вендских отложений в южном направлении происходит постепенное возрастание солености воды, превращающей ее в естественную минеральную. Хлоридно-натриевые воды с минерализацией до 8 г/л аналогичны известным минеральным водам типа «Миргородская», «Минская» или «Хрустальная».
Следующим водоносным комплексом является песчаная толща нижнего кембрия, подстилаемая синими кембрийскими глинами. Химический состав этих вод преимущественно сульфатно-кальциевый или сульфатно-магниевый (содержание солей не превышает 4 г/л) и приближается к воде курорта «Краинка». Выходы на поверхность этих вод в виде подземных источников и мочажин можно во множестве наблюдать в глубоких врезах речных долин (Саблинка, Тосна, Поповка) и на поверхности надпойменных речных террас.
Наиболее водообильным является следующий водоносный комплекс, связанный с трещиноватыми карбонатными породами ордовика. Водоупором для них служат диктионемовые сланцы копорской свиты. Большое практическое значение воды этого комплекса имеют на территории Ижорского плато. Мощность комплекса изменяется от 20 м у глинта до 200 м южнее. Комплекс содержит как напорные, так и безнапорные подземные воды. У основания глинта наблюдаются связанные с ним многочисленные родники с дебитами, достигающими десятков литров в секунду. Такие же источники подземных вод данного комплекса питают многочисленные реки и ручьи Ленинградской области. На Ижорском плато подземные воды ордовикского комплекса являются основным и практически единственным источником водоснабжения. Эти воды питают пруды в парках Павловска, Пушкина и Гатчины. По трубопроводам вода транспортируется на значительные расстояния, в города Ломоносов, Петродворец, Кронштадт и др. По химическому составу воды данного комплекса сульфатно-кальциевые и сульфатно-магниевые. На Карельском перешейке, где ордовикские породы залегают на коре выветривания, выработанной в породах кристаллического фундамента, воды содержат радон, поступающий из урансодержащих диктионемовых сланцев. В ряде обнажений карбонатной толщи ордовика можно по увлажненности склонов установить местные водоупоры, сложенные чечевичными слоями. Исключительная водообильность ордовикских известняков сопровождается развитием в них процессов выщелачивания и образования карстовых полостей.
Перечень водоносных комплексов завершается четвертичными отложениями. В них следует выделять два комплекса – плейстоценовый и голоценовый.
Плейстоценовый комплекс представлен межморенными горизонтами, в которых циркулирует слабо минерализованная вода (0,1-0,8 г/л), используемая для водоснабжения, а в случае содержания в ней существенной примеси железа (до 10 мг/л) она известна как минеральная вода «Полюстрово». Эти воды залегают на глубинах от 2 до 10 м и при вскрытии их неглубокими скважинами ведут себя как напорные.
Голоценовый комплекс безнапорных грунтовых вод можно наблюдать в долинах рек и на побережье Финского залива (например, пос. Комарово), где водосными являются рыхлые песчаные породы, а водоупорами – глинистые слои. Эти воды сильно загрязнены различными техногенными отходами и ядохимикатами, поэтому используются только в технических целях.