Реконструкция неоген-четвертичной палеоречной сети Верхней Волги: геоморфология и стратиграфия

Возраст неоген-четвертичной погребенной речной сети может быть уточнен исключительно на основании определения возраста осадочной толщи, выполняющей ее русла. В толще четвертичного покрова от истока Волги до реки Унжи хорошо сохранились две морены. В отдельных скважинах под днепровской мореной залегает аллювий, часть которого могла сформироваться в раннем плейстоцене. Это находит подтверждение в том, что в днище погребенных долин иногда вскрыт третий горизонт морены. На ее окский возраст указывает лишь её положение исключительно в днищах погребенных долин. Также проблематичен возраст аллювия, подстилающего нижнюю морену.

Анализ структурно-тектонических условий региона. Уточнить возраст и плановое положение русел, погребенных в Унже-Костромском междуречье, при незначительных остатках плиоценовых и точно датированных нижнечетвертичных отложений в бассейне Верхней Волги может помочь анализ структурных условий района. Осевая зона Московской синеклизы протягивалась в мезозое от Клина через Костромскую низину к верховью Унжи. Аналогичное простирание она сохраняла, вероятно, и в плиоцене. Для плиоценовых долин характерна приуроченность к структурным понижениям. Значит, плиоценовая река от истока текла на северо-восток к верхнему течению Унжи. Современная Волга имеет северо-восточное направление (т. е. совпадает с осевой зоной синеклизы) лишь от истока до г. Костромы. На этом участке наблюдается совпадение разновозрастных русел. Местами раннечетвертичный врез вскрыл ложе плиоценовых рек. Это совпадение в плане и обусловило, по-видимому, лучшую сохранность пра-русел выше г. Костромы. Раннечетвертичные русла подчеркивают плиоценовые эрозионные понижения. Западнее Костромы пра-русла с большей уверенностью можно назвать раннечетвертичными. С той же уверенностью установить положение погребенной долины северо-восточнее г. Костромы не представляется возможным. Ниже Костромы современная Волга утратила подчиненность мезозойской структуре и течет на восток. Можно допустить, что нарушение Волгой основного северо-восточного направления относится к концу плиоцена — времени выравнивания поверхности. Это нарушение проявилось в восточной, испытывающей инверсию, части синеклизы.

Эволюция стока Пра-Волги в плиоцене и раннем плейстоцене. Из приведенных данных можно допустить, что фрагменты палео-русел, вскрытых в бассейне верхней Унжи, являются остатками верхнего звена плиоценовой реки, прослеженной на широте г. Горького. В раннечетвертичное время Пра-Волга избрала другой путь. В левобережье Ветлуги положение обоих русел близко и по положению в плане, и по высоте:

· Плиоценовое русло вскрыто на высоте 0–10 м.

· Раннечетвертичное русло вскрыто на высоте 17–20 м.

При большей глубине раннечетвертичного вреза выше по течению они образуют, вероятно, «ножницы». Поэтому подсчитанные размеры погружения осевой зоны синеклизы равным образом можно отнести как к плиоценовому, так и к раннечетвертичному руслам. Предположение о плиоценовом возрасте палео-русел в бассейне Унжи подкрепляется данными В. Г. Ауслендера и В. П. Гея (1967) о залегании в Кубено-Сухонской впадине под днепровской мореной 107-метровой толщи озерно-аллювиальных песков предположительно неогенового (плиоценового?) возраста. В создании мощной толщи впадины должна была участвовать крупная река типа Волги. Озерные условия существовали в пределах Кубено-Сухонской впадины в течение последующих межледниковий в плейстоцене. Однако мощность плейстоценовых озерных отложений относительно невелика: озерные отложения, перекрывающие здесь днепровскую морену, имеют мощность 12–16 м (Ауслендер и Гей, 1967). Очевидно, крупная река в их формировании уже не принимала участия. Сток из Костромской низины в Кубено-Сухонскую впадину к тому времени прекратился. Орывы Палео-Волги от озерного бассейна вероятно наметился еще в конце плиоцена. По данным И. Н. Лобачева (1965), в раннечетвертичное время южнее Кубено-Сухонской впадины, на широте Галичского озера, существовал водораздел. Это говорит о более южном положении Пра-Волги в раннечетвертичное время. Но лишь постепенно приняла она современное положение от г. Костромы к г. Юрьевцу, к устью Унжи.

Геоморфология и параметры погребенных долинообразных понижений. Раннечетвертичное русло Волги могло направляться от г. Костромы или к северо-востоку в направлении плиоценовой реки, или к юго-востоку, так как вдоль современной Волги ниже г. Костромы переуглубление русел не обнаружено. Однако глубина погребенных русел уменьшается во всех перечисленных направлениях. Аномальное переуглубление характерно лишь для юго-восточного борта Костромского прогиба:

· В 18–30 км к юго-востоку от г. Костромы глубина подошвы четвертичных отложений достигает у д. Дьяконово — -110 м.

· У ст. Космынино — -90 м.

· Далее, между г.г. Плёсом и Приволжском — всего -7 м.

· У с. Семигорие (20 км выше Кинешмы) — 30 м.

Резкое углубление ложа четвертичных отложений до -110 м Г. И. Горецкий (1966) объясняет ледниковым выпахиванием. Представляется, что ледник лишь углубил понижение древней долины, воздействуя на ее высокий берег. Уменьшается врез и к северо-востоку: между Костромой и Судиславлем — -27 м, в районе Галичского озера — 10 м.

Гидрографическая перестройка в Костромском прогибе. Приведенные глубины погребенных русел могут навести на мысль, что с восточного, юго-восточного и юго-западного крыльев синеклизы сток направлялся в зону Костромского прогиба. Но отсутствие озерных или иных мощных нижнечетвертичных отложений в зоне прогиба свидетельствует о том, что он не был приемником стока. Кроме того, низкое гипсометрическое положение четвертичного ложа характерно лишь для вытянутых в плане понижений и не свойственно всей зоне прогиба. Остается предположить, что сток от г. Костромы, как и в плиоцене, был направлен на северо-восток. Следы долины древней реки северо-восточнее Костромы сохранились в виде уступа, подчеркивающего в современном рельефе юго-восточный борт Костромского прогиба; от Костромы до низовий р. Тёбзы уступ имеет до 30 м относительной высоты и более возвышается над левобережной частью р. Костромы. Формирование его, по-видимому, связано с эрозионными процессами, но не современной реки. Уступ имеет реликтовый характер и является, очевидно, правобережьем древней реки, плиоценовой и более поздней.

Характеристика нижнечетвертичного аллювиального комплекса. В раннечетвертичное время река, протекавшая вдоль восточного борта Костромского прогиба, где-то, очевидно в районе устья Андобы, где реликтовый уступ размыт, резко поворачивала, принимала юго-восточное направление и по притокам Нёмды направлялась к устью Унжи, ниже которого прослежено раннечетвертичное русло Пра-Волги. В самые последние годы нижнечетвертичный аллювий выявлен на левобережье Волги в полосе, вытянутой в юго-восточном направлении от нижнего течения р. Костромы к устьевым участкам Нёмды и Унжи. Впервые он выделен в междуречье левобережных притоков Костромы — Андобы и Шачи и в долине Андобы. Возраст аллювиально-озерных светло-серых песков, косослоистых, содержащих кварцевую гальку и гравий, по сходству с неогеновой нерехтской свитой, выделенной по р. Солонице, был определен как неоген-нижнечетвертичный (Лобачев, 1965). Эти и выявленные в бассейне р. Меры, на водоразделе рек Неи и Шуи и в районе г. Нерехты светлые, почти белые пески, перекрытые днепровской или московской мореной, по условиям залегания и минералогической характеристике В. В. Писарева (1971) относит к раннему плейстоцену.

Стратиграфические и литологические особенности нижнечетвертичного аллювия.

· 1-й аспект: По данным Б. М. Кордуна, аналогичные нижнечетвертичные (?) озерно-аллювиальные отложения выполняют древнюю долину протяженностью 54 км, пересекающую р. Меру на 30–40 км севернее Волги с абсолютной отметкой днища 40–50 м.

· 2-й аспект: Толща представлена кварцевыми мелко- и среднезернистыми ослепительно белыми песками, косо- и горизонтально-слоистыми, сортированными, но со слабоокатанными зернами.

· 3-й аспект: В нижней части пески темно-серые, содержат кварцевую гальку и гравий.

· 4-й аспект: Нижнечетвертичный возраст подтверждается сходством с отложениями у д. Сафронова Пожня (бассейн Унжи), где найдена пыльца типа венедской (Писарева, 1971).

· 5-й аспект: Восточнее долины вскрыта ещё одна структура на той же глубине, совпадающая с верхним течением р. Вотгать (приток Нёмды), затем резко отклоняющаяся к юго-востоку в направлении приустьевых участков Нёмды и Унжи.

Реконструкция палеогидрографической сети и профили уклонов. Фрагменты долины, выполненной нижнечетвертичным аллювием, обнаружены там, где геоморфологический анализ позволял предположить участок Пра-Волги на Унже-Костромском ее левобережье. Направление и глубина вскрытой долины соответствуют предполагаемому продолжению Пра-Волги, описанной ниже на Горьковском левобережье. Однако это лишь первые сведения о сохранении нижнечетвертичного аллювия в бассейне Верхней Волги. Вот почему лишь с очень большой осторожностью мы можем предположить, что вскрытые русла являются остатками раннечетвертичной Волги. Эта Пра-Волга имела и притоки. С юга от Кинешмы вдоль р. Меры прослежено русло на глубине 80 м. На этой же абсолютной высоте обнаружен нижнечетвертичный аллювий в долине современной Волги у Кинешмы, в зоне южного замыкания Кинешемского прогиба. Полная реконструкция древней речной сети в Кинешемско-Костромском Поволжье преждевременна.

Подтверждение планового положения раннечетвертичной Волги следует искать в уклонах вскрытого погребенного русла. В районе Чкаловска — Горького раннечетвертичное русло установлено на глубине 42 м. Русло у пос. Островского вскрыто на глубине 50–40 м, и, следовательно, может быть верхним продолжением Горьковского отрезка русла. Однако глубина островского русла несопоставима с глубиной русла, вскрытого в верховье Волги. Последняя планомерно падает от истока до Костромы, где вскрыто на отрицательной глубине. Следовательно, русло, прослеженное выше Костромы, не может быть остатком верховья реки, русло которой на протяжении от Островского до Казани прослежено на абсолютной высоте выше 0 м.

Анализ деформаций и сравнение уклонов погребенного и современного русел. Ранее сделано предположение о погружении здесь более чем на 100 м плиоценового русла. Естественно, что процесс погружения продолжался и в течение четвертичного периода. В соответствии с протекшим временем раннеплейстоценовое русло должно быть погружено по сравнению с плиоценовым значительно меньше. В районе Островского, то есть в осевой зоне Московской синеклизы, оно занимает положение, близкое по высоте раннечетвертичному руслу, вскрытому ниже по течению Волги у г. Чкаловска, и на 70–80 м выше, чем плиоцен-раннечетвертичное (доледниковое) русло в зоне Костромского прогиба.

Погребенное доледниковое (плиоцен-раннечетвертичное) русло от Калинина (82 м) до верховьев Унжи (-70 м) падает на 152 м. Раннечетвертичное, совпадающее у г. Калинина с плиоценовым, падает отсюда до Островского (40–50 м) или до г. Чкалова (40 м) на 42 м. Мы не знаем частных уклонов погребенных русел на участке Калинин — Чкалов до их деформации, но известен уклон современной Волги, падение которой от Калинина (118 м) до Чкалова (68 м) достигает 50 м. Таким образом, общее падение на данном участке погребенного (42 м) и современного (50 м) русел близки.

Так путем сравнений достигнуто представление о направлении стока и положении Пра-русла Волги на участке Кострома — устье Унжи. Это предположение основано на анализе общих закономерностей формирования современной речной сети. Однако положение русла раннечетвертичной Волги, прослеженное от истока до бортовой зоны Прикаспийской синеклизы, осталось проблематичным именно на одном лишь участке — между Костромой и Кинешмой.

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.