Лекции по "Геоморфологии"

ЛЕКЦИЯ 15 

Тема 15. ЧЕТВЕРТИЧНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ НА ТЕРРИТОРИИ РОССИИ

15.1. Принципы  районирования

15.2. Краткая  характеристика четвертичных отложений

15.2. Краткая  характеристика четвертичных отложений  крупных геотектонических регионов  страны

15.2.1. Область  материкового оледенения

15.2.2. Внеледниковая  область Русской равнины

15.2.3. Черноморский  и Каспийский бассейны 

15. ЧЕТВЕРТИЧНЫЕ  ОТЛОЖЕНИЯ НА ТЕРРИТОРИИ РОССИИ 

      Территория  нашей страны в структурно-тектоническом  отношении чрезвычайно разнообразна и поэтому разнообразны и палеогеографические обстановки накопления антропогеновых отложений. На большей части территории преобладали континентальные обстановки, и в этом - основная особенность четвертичных отложений.

      Несмотря  на небольшую абсолютную продолжительность антропогенового периода, за это короткое время территория нашей страны претерпела сложные и многообразные изменения. Ведущей причиной этих изменений являются неотектонические движения. Активность этих движений в основных геоструктурных регионах была различной. На большей части материковых платформ отмечаются небольшие скорости неотектонических движений, и как следствие этого, аккумулятивные формы рельефа и почти горизонтальное залегание пород осадочного чехла. Области материкового горообразования характеризуются большими скоростями и амплитудами неотектонических движений, интенсивной денудацией и глубоким расчленением рельефа, характерными для Кавказа, гор южной Сибири, современных геосинклинальных областей. Океанические пространства, представляющие в основном океанические платформы, характеризуются в неотектоническом отношении стабильностью и преобладанием отрицательных движений (см. гл. 10.3.). 

15.2. Краткая  характеристика четвертичных отложений

крупных геотектонических регионов страны 

      Большая часть этих областей развивается по платформенному типу с конца протерозоя, и поэтому в современном рельефе Русской равнины отражаются структурно-тектонические формы, заложенные в глубокой древности: в пределах щитов Балтийского, Украинского антропогеновые отложения имеют незначительную мощность, а во впадинах - Прикаспийской, Печерской их мощность достигает нескольких сотен метров (200-600). Имеются и исключения, и, говоря в целом о мощности антропогена на Русской равнине, можно отметить, что наибольших значений она достигает на её окраинах (Прибалтика, бассейн Северной Двины, Печоры, Прикаспий) и наименьших - в центральных районах. 

15.2.1. Область  материкового оледенения 

      Южная граница этой области фиксируется  пределами ледниковых отложений  днепровского оледенения. Льды этого оледенения двумя огромными языками спускались до большой излучины Дона и почти достигали территории, на которой сегодня расположен Днепропетровск, разделяясь Средне-Русской возвышенностью. Не покрывалась льдом и Приволжская возвышенность. Ледниковый аккумулятивный рельеф на этой территории не сохранился, и граница устанавливается по распространению валунных суглинков. Ледниковая область подразделяется на подобласть экзарации (Карелия и частично Кольский п-ов) и подобласть ледниковой аккумуляции (вся остальная область). Здесь, в районах длительного погружения, сохранились наиболее полные разрезы. Необходимо отметить, что абсолютно полных разрезов антропогена нет, и характер описания стратиграфических колонок четвертичной системы здесь сводный. Этим обьясняются причины многих разногласий по определению геологического возраста тех или иных отложений.

      Нижний  плейстоцен включает доледниковые и  наиболее древние ледниковые отложения, сохранившиеся во впадинах или древних, погребенных долинах. Это наименее изученные отложения, так как они редко обнажаются и известны в основном по данным бурения. Доледниковые отложения почти не расчленены и в целом именуются вильньюсскими. Представлены они аллювиальными фациями мощностью от 5 до 35 м. Отложения нижнеплейстоценового или окского оледенения вскрыты скважинами в Прибалтике, Белоруссии, в центральных и северо-западных районах Русской равнины. Они распространены к северу от линии, проходящей через северные районы Украины, юг Белоруссии, южнее Рязани. Отложения представлены всеми литолого-генетическими разностями ледникового комплекса (морены, озерно-ледниковые и флювиогляциальные осадки). Среди обломочных пород морен часты обломки пород Балтийского щита: граниты и порфиры из Швеции, Финляндии и с островов Балтийского моря.

      Средний плейстоцен характеризуется гораздо  большим разнообразием палеогеографических событий: межледниковьями и оледенениями, оставившими значительные отложения во многих районах Русской равнины. Начинается он отложениями лихвинского межледниковья, представленными в основном аллювиальными и озерными фациями (пески, суглинки, глины, мергели, торф). В Прибалтике имеются и морские отложения, мощность последних достигает 70-80 м. Главнейшим разрезом (стратотипом) является Лихвинский (ныне г. Чекалин). По данным палинологического анализа в середине этого периода на Русской равнине климат был теплее и влажнее современного. В озерных мергелях отмечается богатая фауна рыб: щуки, язи, лещи. Из крупных млекопитающих встречены останки древних слонов и носорогов.

      Выше  по разрезу залегают отложения среднерусского надгоризонта, отражающие два ледниковых и один межледниковый циклы. Однако до настоящего времени ранг их окончательно не выяснен. Многие исследователи относят их к одному оледенению, состоящему из двух стадий: днепровской и московской, разделенных одинцовским межстадиалом.

      Днепровское оледенение происходило от 320 до 250 тыс. лет назад, а московское оледенение - от 220 до 170 тыс. лет назад. Днепровское  оледенение является по своим масштабам максимальным, оно наиболее сложно и по комплексу ледниковых отложений. Днепровская морена представлена бурыми, плохо сортированными валунными суглинками, залегающими как на водоразделах, так и в долинах, нивелируя неровности доледникового рельефа. Ледниково-аккумулятивный рельеф не сохранился. Как и в других моренах, крупнообломочный материал представлен известняками, песчаниками и кристаллическими породами Балтийского щита. Среди них известны породы из Швеции, Финляндии, Карелии и с островов Балтийского моря. Преобладающим типом ледниковых отложений является моренный, но сохранились и флювиогляциальные, озёрно-ледниковые отложения, образующие значительные по площади зандровые или озёрноледниковые равнины. Наиболее изученные зандровые поля имеются в бассейнах рек Днепра, Оки, Дона. В южном направлении отложения морен сменяются лёссами.

      Днепровско-московское межледниковье представлено озёрно-аллювиальными отложениями. Наиболее полные его разрезы известны в Белоруссии, Калужской области. Относительно климатических условий этого времени существует много противоречивых сведений. Московское оледенение примерно соответствует по масштабу окскому. Границы его проводятся по сохранившимся остаткам аккумулятивных отложений. Литологический состав их близок днепровским.

      Верхний плейстоцен включает микулинский горизонт и валдайский надгоризонт. Отложения микулинского межледниковья - чёткий и выразительный горизонт, описанный по многим разрезам. Преобладают в нем континентальные отложения - супеси, суглинки, сапропели и почвы. Конец московского времени совпал с активизацией положительных тектонических движений, обусловивших расчленение ледниково-аккумулятивного рельефа и врезание речных долин, образовавших гидрографическую сеть, схожую с современной.

      Валдайский  надгоризонт, как и среднерусский, состоит из трех горизонтов не имеющих  общепризнанного ранга. Раньше он понимался в ранге одной ледниковой эпохи. Выделяется шесть стадий, фиксируемых конечно-моренными образованиями. Временные иетервалы формирования нижневалдайских отложений (калининский горизонт): 80-70 тыс. лет - начало, окончание 60-50 тыс. лет назад. Раньше считалось, что в это время было максимальное продвижение льдов, сейчас этот максимум переносят на верхневалдайское время.

      В средневалдайское время (молого-шекснинский горизонт) сформировались осадки в условиях значительного потепления. Они перекрываются отложениями верхневалдайского оледенения - последнего из крупных оледенений на территории нашей страны (невская стадия). Следующая стадия располагается уже в Финляндии. Невская стадия характеризовалась значительным развитием озёрно-ледниковых отложений за счет существования Балтийского ледникового озера, превратившегося впоследствии в Балтийское море по мере смены ледниковых обстановок современными и прорыва в него солёных океанических вод. Валдайское время было эпохой широкого распространения фаунистического комплекса, называемого мамонтовым, или верхнепалеолитическим. Видовой состав комплекса был представлен мамонтом, шерстистым носорогом, северным оленем, овцебыком, лосем, бизоном и др.

      Продолжительность голоцена - 10 тыс. лет. За это время  сформировались современные физико-географические условия, рельеф, современные речные долины, в большинстве из которых формировался пойменный уровень. Наиболее замечательным событием был климатический оптимум (6-4 тыс. лет назад) с более теплым и влажным климатом. Древесные породы на севере Русской равнины были распространены на расстоянии порядка 400 км севернее современной границы. Мы живем в фазу, следующую за климатическим оптимумом. В это время происходили неоднократные колебания климата то в сторону увлажнения, то похолодания. Последнее значительное похолодание голоцена зафиксировано в средние века. В целом, голоценовая фауна беднее верхнеплейстоценовой. 

15.2.2. Внеледниковая  область Русской равнины 

      Эта область широкого распространения  лёссов и погребённых почв. Важнейшей  задачей является выяснение возраста различных горизонтов лёсса с  ледниковыми и межледниковыми образованиями и с морскими отложениями Понто-Каспия.

      Одни  исследователи синхронизируют оледенения с трансгрессиями, другие с регрессиями. Зоны распространения лёссов занимают на Русской равнине степные и лесостепные области - к югу от линии Рязань - Киев - Львов. Залегают лёссы в самых разнообразных геолого-геоморфологических условиях (на междуречьях, на склонах, в речных долинах, нередко слагают поверхности террас), мощность во впадинах достигает 60-70 м. Выделяются от 3 до 6 регионально выдержанных горизонтов. Максимальное число выделенных слоев почв - 20. Большинство исследователей считают лёссы палеогеографическими аналогами ледниковых отложений, а почвы - аналогами межледниковий. Лёссы не содержат четких стратиграфических критериев и маркирующих горизонтов. Пожалуй, единственным стратиграфическим критерием является днепровская морена, вклинивающаяся в лёссовую формацию. Наиболее широко распространены верхнеплейстоценовые лёссы. На севере они достигают границ валдайского олединения. Палинологический анализ позволяет говорить о развитии степных ландшафтов. Фауна была представлена верхнепалеолитическим комплексом. Голоценовое время характеризуется становлением современных физико-географических условий. 

15.2.3. Черноморский  и Каспийский бассейны 

      Каспийское  море - озеро. Геологическая история изучена детально. Выделяются до 15-20 трансгрессивно - регрессивных фаз. В плейстоценовое время отмечаются бакинская, хазарская и хвалынская трансгрессии. Наименьшей была бакинская - 5 м абсолютной высоты. До 20 м повышения абсолютной высоты отмечено в хазарское время. Раннехвалынская была наиболее крупной. Раннехвалынское море в 2 раза было крупнее современного. Различными были и регрессии. Морские плейстоценовые отложения известны в Прикаспийской, Туркменской, Куринской низменностях. В литологическом отношении это глины, пески, галечники, ракушечники и другие отложения, формировавшиеся в условиях мелководных бассейнов.

      Фиксируются трансгрессии в различных террасах. Их число и высоты различны. Террасы  раннехвалынской трансгрессии имеют во всех районах одинаковые абс. отметки. Раннехвалынские - 75 м, позднехвалынские - 25 м, новокаспийские - 22 м. Это свидетельствует о незначительных масштабах тектонических движений и их равномерности. Древние террасы меняют свои амплитуды в пределах одного района в силу неодинаковых тектонических движений. Многие считают, что бакинская, нижнехазарская и нижнехвалынская трансгрессии соответствуют второй половине окской, днепровской и валдайской ледниковых эпох.