Плиоценовая история речных долин Восточной Европы и Нила

Особенности вреза и аккумуляции в долинах Волги и Дона. В бассейне Средней и Нижней Волги предакчагыльский эрозионный цикл получил наиболее яркое выражение. Следы этого процесса сохранились в виде погребенных русел Волги и ее притоков, а также заполнивших их осадочных толщ средне-верхнеплиоценового возраста. Долина Палео-Волги прослежена на абсолютных высотах от 0 до -800 м. Соответственно, в южном направлении увеличивается мощность сформированной в течение цикла осадочной толщи. Характерной ее особенностью является наличие морских акчагыльских, а в пределах Прикаспийской синеклизы — и апшеронских отложений. Распространение морских акчагыльских отложений приурочено к Заволжскому прогибу (Обедиентова, 1966a). За пределами прогиба в долине Палео-Волги выше г. Казани морские отложения неизвестны.

В позднем плиоцене Заволжский прогиб испытал интенсивное погружение, обусловившее резкое снижение тальвега приуроченных к нему долин рек — Волги и ее притоков — и ингрессию акчагыльского моря. Это погружение протекало на фоне общего нисходящего развития рельефа Русской равнины. В ее пределах локальное погружение испытали и некоторые другие структурные понижения. Морские отложения прослежены также в долине Нижней Камы и ее притоков и в пределах Предуральского прогиба, где приурочены к долине р. Белой. Следовательно, распространение морских вод в акчагыльском веке подчинялось погружающимся структурам.

Заволжский прогиб унаследован от палеозойского Восточно-Русского прогиба, в пределах которого в периоды меридиональных волн движений происходило соединение северных и южных морей. Существование аналогичного морского меридионально вытянутого пролива в плиоцене, предполагаемое С. А. Ковалевским (1951), не доказано. Однако в северной части Восточно-Русского прогиба в пределах Печорской синеклизы развиты плиоценовые отложения мощностью до 65 м — так называемая колвинская толща, выполняющая погребенные долины с абсолютной высотой тальвега до -150 м (Зархидзе, 1970; Калецкая, 1966). На основании содержания в спорово-пыльцевых спектрах отложений пыльцы растений видов, отсутствующих в четвертичных отложениях, и наличия остатков фораминифер, существовавших еще в миоцене, В. И. Белкин, В. С. Зархидзе и И. Н. Семенов (1972) считают колвинскую свиту не моложе верхнего плиоцена. И если биостратиграфические данные вызывают у некоторых исследователей сомнение в определении возраста колвинской толщи, то приуроченность ее к эрозионным понижениям докайнозойской поверхности позволяет провести аналогию с кинельской свитой Поволжья. Погребенные долины бассейна Печоры отличаются от волжских большей шириной, меньшей крутизной склонов, но также имеют значительный уклон русел, падающих от 40–60 м ниже 0 на юге до -200—250 м на севере. Меньшая по сравнению с Волгой величина вреза палео-долин свидетельствует о сравнительно небольшой амплитуде движений Тимано-Уральской области в плиоцене.

Меньшая амплитуда движений в неогене характерна и для территорий, расположенных западнее Заволжского прогиба. Так, Окско-Донская впадина, начало обособления которой от Средне-Русской возвышенности относят к концу олигоцена — началу миоцена (Старухин, 1973), в плиоцене, судя по глубине эрозионного вреза, испытала движения значительно меньшей интенсивности. Лучшая по сравнению с Тимано-Печорской областью изученность позволяет уверенно провести корреляцию неогеновых отложений Поволжья и Окско-Донской низины.

В отличие от Поволжья, в пределах Окско-Донской низины сохранились погребенные русла миоценовых рек. В условиях низкой равнины в начале миоцена была сформирована маломощная шапкинская аллювиальная свита. В среднем миоцене глубина речных долин здесь достигала 80 м (Старухин, 1973). Мощность выполняющих их терновской и сосновской (горелкинской) свит достигает 80–100 м. Очевидно, перечисленным свитам соответствуют по возрасту миоценовые отложения Общего Сырта Заволжья. Слабая сохранность последних не позволяет детализировать это сопоставление. В Заволжье русла миоценовых рек не сохранились. Очевидно, миоценовый рельеф был разрушен здесь интенсивным размывом в среднем плиоцене. Более спокойный тектонический режим обеспечил лучшую сохранность миоценового рельефа в Окско-Донской низине. В равнинных условиях низкой поверхности происходило последовательное смещение речных русел к западу в сторону погружения осевой зоны прогиба. О слабой расчлененности равнины в конце миоцена свидетельствует наличие лиманных и следы морских (Иосифова, 1966) отложений в ее пределах. Наметившийся еще в миоцене перекос привел в плиоцене к воздыманию восточной части Окско-Донской впадины и постепенному опусканию западной и юго-западной ее частей. Это и обусловило, по мнению А. А. Старухина, широкое площадное развитие отложений усманской свиты.

Г. В. Холмовой (1969) рисует следующую картину развития плиоценовой речной сети Окско-Донской низменности. Наиболее древняя усманская свита, датируемая нижне-средним плиоценом, выполняет слабо врезанную (на 40 м) долину, сформированную рекой, истоки которой дренировали север низменности от р. Становой Рясы до р. Цны. Ниже г. Мичуринска долина продолжалась вдоль р. Матыры и низовья р. Савалы на левом берегу Хопра.

Наибольший эрозионный врез характеризует расположенную на западном участке усманской аллювиальной равнины долину среднего и позднего плиоцена, заполненную двумя кривоборскими свитами аллювия. Кривоборская река прослежена вдоль рек Становой Рясы, Воронежа, Дона, Савалы и Хопра. Долина ее, достигающая 15–55 км ширины, врезана от 73 м на севере (Холмовой, 1969) до 20 м (Брылев, 1968) ниже устья р. Иловли. Кровля кривоборской свиты на широте Воронежа имеет высоту 100–110 м.

При сопоставлении разрезов Палео-Дона и Палео-Волги на широте Воронеж — Саратов (рис. 15) сходство геологических тел, созданных плиоценовыми отложениями, очевидно. Аналогом усманской свиты Окско-Донской низменности можно считать нижнеплиоценовый аллювий, подстилающий акчагыльские отложения вне переуглубленной доакчагыльской долины Волги (Горецкий, 1966). С большей уверенностью можно говорить о синхронизации кривоборской и кинельской свит (Грищенко, 1970). Выше мы отнесли кинельскую свиту к акчагыльскому веку позднего плиоцена, а выделяемую в низах ее кушумскую свиту — к среднему – началу позднего плиоцена. Аналогично датирует кривоборские свиты Г. В. Холмовой: от верхов среднего плиоцена (нижняя) до акчагыльского яруса позднего плиоцена. Синхронизация находит подтверждение в палеогеоморфологических данных: кинельская и кривоборская свиты заполняют наиболее глубокие среди плиоценовых долин русла. К предакчагыльскому веку относит время переуглубления Палео-Дона В. А. Брылев (1968), проследивший погребенную долину на 30–40 и 10–30 км восточнее современных рек Хопра и Дона на глубине -20—30 м. Подошва яманской и апшеронской свит позднего плиоцена в Заволжье и в пределах Окско-Донской низины расположена выше уреза современных рек.

Рис. 15. Палеогеографический профиль по линии Воронеж — Саратов (Палео-Дон, по Г. В. Холмовому, 1968) 1 — усманская свита Палео-Дона; 2 — кривоборская, кинельская и акчагыльская свиты; 3 — яманская и апшеронская свиты; 4 — четвертичный аллювий.

Сравнительный анализ циклов эрозии и аккумуляции Волги и Нила. Интересно отметить некоторое сходство чередования эрозионных циклов и этапов развития долины Волги и долины Нила. Течение Нила имеет субмеридиональное направление и совпадает с ориентировкой разломов юго-западной Азии.

И. С. Чумаков (1967), проведя исследования долины Нила в районе Асуанской плотины, выделяет здесь три главных элемента долинного рельефа:

· 1-й элемент: долину Палео-Нила олигоценового возраста, имеющую ширину 50–70 км с днищем на высоте 160–200 м;

· 2-й элемент: долину Пра-Нила, каньонообразную, от 0,25 до 2–3 км ширины, врезанную в палео-долину до глубины -170—200 м и заполненную морскими и аллювиальными плиоценовыми отложениями;

· 3-й элемент: поздне-плейстоценовую долину Нила, врезанную ниже подошвы среднеплейстоценового аллювия. На осадках позднего плейстоцена со следами размыва лежит голоценовая толща.

Ранне- и среднеплиоценовая трансгрессии Средиземного моря в долину Нила достигали границы Египта и Судана. В долине Волги наибольшая морская ингрессия относится к позднему плиоцену. И. С. Чумаков утверждает, что врез реки в раннем плейстоцене привел к размыву плиоценовых осадков до глубины -50 м. Последующее накопление аллювия, сопровождающееся перерывами и небольшими размывами, закончилось к позднему плейстоцену. Кровля среднеплейстоценового аллювия достигает абсолютной высоты +130—135 м. Врез в раннем плейстоцене и аккумуляция в среднем характерны для долины Волги. Ко времени накопления верхнеплейстоценового аллювия И. С. Чумаков относит начало резкой аридизации климата, с которой связывает формирование пустыни Сахары.

Итак, смена этапов вреза и аккумуляции Нила в четвертичное время вполне идентична с чередованием их в долине Волги. Можно говорить о синхронности тектонического режима в неогене: слабая расчлененность в миоцене и резкая дифференциация рельефа в плиоцене с последующим погружением ниже уровня моря, вызвавшие глубокую ингрессию последнего в долинах Нила и Волги. Очевидно, плиоцен был временем общей активизации тектонических движений. По мнению К. К. Маркова (1951), в результате этих движений увеличилась емкость океанских впадин, что обусловило неогеновые регрессии.

Развитие долин Волги и Нила в неогене смещаются во времени: трансгрессия в долину Нила имела место в среднем (а не в позднем) плиоцене, что не исключает синхронность углубления долин. Слабая сохранность нижне-среднемиоценовых осадков и наличие в каньоне пра-долины Нила только отложений плиоцена позволяют отнести окончание углубления его долины к плиоцену. Приемный бассейн Нила в плиоцене, вероятно, был связан с Мировым океаном, тогда как среднеплиоценовая Волга впадала в замкнутое Балаханское озеро. Это различие в режиме, вероятно, и обусловило некоторую метахронность в развитии двух рек. В то же время формирование долины Волги в плиоцене имеет значительно большие черты сходства с развитием долины Нила, чем с развитием других рек Русской равнины. Это еще раз подчеркивает, что глубокое расчленение поверхности в неогене было обусловлено не столько понижением уровня мирового океана, сколько местными движениями. Меридиональная направленность волн движений в плиоцене, столь характерная для Волго-Каспийской зоны, свойственна, очевидно, и некоторым другим регионам, в том числе зоне, пересекаемой Нилом. Природа этих движений, обусловленных глубинными процессами, является общей для двух рассматриваемых областей.

Сведения об авторах и источниках:

Автор: Г. В. Обедиентова

Источник: Формирование речных систем Русской равнины

Публикации будут полезны широкому кругу геологов, изучающих четвертичную геологию, геоморфологов, гидрогеологов, а также всем специалистам, интересующимся историей рек и геолого-геоморфологическим развитием Русской равнины.