Территория Вологодской области расположена в пределах Московской синеклизы (северо-восточная часть) Русской платформы и своей северо-западной окраиной, в районе Онежского озера, примыкает к Балтийскому кристаллическому щиту (рис. 1).
Рис. 1. Тектоническое строение территории Вологодской области
Формирование геологического строения области шло под влиянием общих геологических процессов развития Русской платформы и частично осложнялось близостью жесткого кристаллического фундамента, что обусловило частичный прогиб коренных пород в районе их сочленения (рис. 2).
Рис. 2. Геологические разрезы территории Вологодской области
Отмеченная исследователями особенность строения повлияла на образование осадочной толщи. Наклон поверхности кристаллического основания определил увеличение мощности отложений в восточном направлении для отдельных возрастных групп. В этом же направлении наблюдается в каждой возрастной группе переход от мелководных фаций к глубоководным.
Неодинаковая мощность кристаллического основания и разновременность приобретения им устойчивости на северо-западе и юго-востоке области были причиной неодновременного затухания колебательных движений. В результате получилось своеобразное расположение осадочных толщ по возрасту. На северо-западе в поверхностных выходах залегают более древние образования, которые на юго-восток постепенно сменяются более молодыми (рис. 3).
Рис. 3. Геологическое строение коренных пород Вологодской области
Отсюда в геологическом строении дочетвертичной поверхности в направлении с северо-запада на юго-восток участвуют образования девонской, каменноугольной, пермской, триасовой и юрской систем, основой которых являются отложения венда в пределах кристаллического фундамента.
Девонские отложения выходят на поверхность на территории Вытегорского района, по восточному берегу Онежского озера, протягиваясь узкой полосой 15 - 20 км параллельно береговой линии. Представлены переслаиванием пестроцветных песков, глин и песчаников континентального происхождения мощностью до 120 м.
К данным отложениям относятся россыпные проявления титаномагнетита и ильменита, которые позволяют рассматривать данную территорию как перспективную на выявление россыпных месторождений титаномагнетитовых руд с ориентировочными прогнозными ресурсами по категории .
Каменноугольные отложения представлены тремя отделами:
нижнекаменноугольные отложения - залегают трансгрессивно на породах верхнего девона и распространены на северо-западе области шириной 25 - 30 км по склону онегозерской впадины с выходами пород на поверхность по рекам Вытегре, Тагажме, Андоме. Представлены пестроцветной песчано-глинистой пачкой мощностью 35 - 40 м, песчано-глинистой пачкой с маломощными прослоями карбонатных пород, венчаемых в верхней части карбонатными породами с прослоями линз известковых пластичных глин яркой окраски мощностью до 19 - 22 м, толща кавернозна, местами сильно захвачена процессами выщелачивания;
среднекаменноугольные отложения - широко развиты на территории области и слагают дочетвертичную поверхность в ряде западных и северо-западных районов области (Чагодощенский, Бабаевский), шириной полосы распространения с запад на восток от 120 до 30 км и менее. Залегают на сильно разрушенных карбонатных породах и представлены песчано-глинистой терригенной пачкой мощностью до 11 м, органогенно-обломочными, пелитоморфными, мелкозернистыми разностями известняков с прослойками пестроцветных глин, мергелей и доломитов мощностью 15 - 20 м (выходы на поверхность по рекам Чагодоще, Смердомке) и наиболее широко распространенными маломощными переслаивающимися органогенно-обломочными, смешанно-обломочными, кристаллическими и землистыми разностями известняков, в разной степени доломитизированных, с прослоями и линзами пестроцветных глин и мергелей общей мощностью до 80 - 85 м шириной полосы выходов 40 - 50 км. Выше описанных слоев залегают отложения мячковского горизонта, согласно перекрывающие подстилающие отложения, которые представлены терригенной пачкой пестроцветных глин и мергелей мощностью 8 - 10 м, карбонатной пачкой мощностью 5 - 6 м, в нижней части состоящей из органогенных известняков, в верхней и средней частях переходящей в кристаллические разности доломитов и сильно доломитизированных известняков, в верхней части сильно выщелоченных и разрушенных до песчанистого и мучнистого состояния. К терригенной пачке приурочено огипсование, характеризующееся содержанием в пестроцветных глинах единичных кристаллов и небольших гнезд гипса;
верхнекаменноугольные отложения - имеют сравнительно широкое развитие на территории западных районов области и представлены отложениями касимовского и гжельского ярусов:
- образования касимовского яруса прослеживаются вкрест простирания пород на протяжении 40 км с согласным перекрыванием среднекаменноугольными отложениями и представлены глинистой пачкой с прослоями пестроцветных мергелей, известняков и доломитов мощностью 7 - 8 м, толщей карбонатных пород мощностью до 42 м, в которых наблюдаются процессы выщелачивания с образованием карстовых пустот;
- образования гжельского яруса перекрывают отложения касимовского яруса и прослеживаются в виде узкой полосы 14 - 15 км, представлены в нижней части красноцветно-глинистыми, в верхней - огипсованно-карбонатными отложениями общей мощностью 42 м. По реке Кеме выступает довольно однородный комплекс известняков и доломитов мелкокристаллических, слоистых, сильно выщелоченных, относящихся к надпорожской свите, мощностью до 45 м.
Месторождения и проявления карбонатных пород приурочены к среднекаменноугольным отложениям, широко развитым в Чагодощенском, Бабаевском и Вытегорском районах.
Пермские отложения представлены нижне- и верхнепермскими отложениями, занимающими значительную площадь центральной и северо-восточной части области, перекрытыми мощным чехлом четвертичных осадков, что затрудняет их изучение:
нижнепермские отложения встречаются в районе оз. Воже, Чарозеро, вблизи г. Кириллова, в Кадуйском районе и представлены нижней пачкой мощностью 16.5 м с переслаивающимися кристаллическими доломитами и доломитизированными известняками, сильно загипсованными, которые в верхней пачке сильно выщелочены, пористые с разрушением до землистого, мучнистого состояния. Общая мощность отложений нижней перми - около 46 м. В северных районах к нижнепермским отложениям относятся отложения верхнекулойской свиты, представленных доломитовыми, галогенно-гипсоангидритовыми отложениями, в верхней части сильно загипсованной, с общей мощностью около 65 м;