Эволюция террасовых толщ и строения долин Днепра и Волги

Морфология и геологическая природа высоких террас. Общими чертами московской террасы долин Днепра и Волги являются их обширные площади, плоская поверхность, однотипный стратиграфический разрез и смыкание верхнего конца с зандрами московского оледенения. В границах этого оледенения в долинах Волги и Днепра терраса отсутствует. Московский аллювий осадочной толщи здесь замещает морена того же возраста.

Пространственная структура московской террасы Днепра. Московская терраса в долине Днепра, образуя единый уровень, занимает все пространство между Киевом и Прилуками. Мы вполне разделяем мнение Б. Л. Личкова (1931) и В. Г. Бондарчука (1959), что в долине Украинского участка Днепра развиты одна или две высокие (московская и днепровская) террасы, характеризующиеся сложным, изменчивым в пространстве строением (Обедиентова, 1974). С литолого-фациальной изменчивостью разреза связано мнение о существовании в пределах единого уровня нескольких террас.

Сравнительный анализ фациального состава долин Волги и Днепра. При аналогичном чередовании разновозрастных горизонтов террасовые толщи долин Волги и Днепра различаются по фациальному составу. В долине Волги толщи представлены в основном аллювием с незначительным включением склоновых и на юге морских отложений. В московской террасе Днепра содержится морена днепровского ледника, аллювий в значительной степени замещается лёссом. Неравноценна и мощность как отдельных горизонтов, так и всей террасовой толщи:

· Мощность нижне-среднечетвертичного аллювия в долине Волги составляет от 80–100 до 150 м.

· Обычная мощность той же толщи в долине Днепра редко превышает 40–60 м, максимальная до 70 м (Ромоданова, 1964).

· В террасовой толще долины Днепра сохранилась морена, тогда как в долине Средней Волги она размыта, остатки ее описаны лишь в приустьевом участке р. Цивили (Горецкий, 1966).

Картирование генетических комплексов Поднепровья. Сложность фациального состава террасовых толщ долины Днепра и прилегающих равнин, покрывавшихся льдом в днепровском веке, определила методику их картирования. А. П. Ромоданова (1964) на карте четвертичных отложений левобережья Среднего Днепра (от Чернигова до Днепропетровска) выделяет не типы, а комплексы генетических типов отложений. Это нашло отражение и в геоморфологической карте того же автора. Среди единой поверхности, которая, по нашему мнению, может быть названа московской террасой, А. П. Ромоданова выделила участки с песчаной и с лёссовой покрышкой, участки с мореной и с погребенным нижнечетвертичным аллювием. Тем самым А. П. Ромоданова показала сложность стратиграфического и фациального разреза террасовой толщи московской террасы. Содержание в разрезе одной террасы участков с лёссовой покрышкой и без нее, с различным количеством погребенных почв говорит о разновременности формирования лёссовых горизонтов. В пос. Градижск в разрезе московской террасы одна из погребенных почв разделяет два лёссовых горизонта, а более древняя подстилает перемытую морену днепровского века.

Стратиграфическая синхронизация и тектоника Поднепровья. Не менее двух горизонтов погребенных почв наблюдается в аллювии одновозрастной террасы в долине Волги. Московская свита аллювия в удалении от края бывшего ледника слабо облёссована. Все это намечает сходство строения обширных террас Днепра и Волги. Вопросы синхронизации волжского аллювия и днепровских лёссов — дело будущих исследований. Однотипность стратиграфического разреза террас дополняется тем, что, как и в долине Волги, в долине Днепра террасы зарождаются среди зандров московского оледенения.

Разорванный характер лёссового покрова в долине Днепра связан с последующими процессами размыва. Наиболее полно сохранились разновозрастные аллювиальные лёссовые свиты на приподнятых участках, в строении которых, наряду с лёссом, принимает участие крупнозернистый песок русловой фации. Эти повышения — г. Пивиха у Градижска, Ханделеевское поднятие на Ворскле, г. Калитва на р. Орель у Царичанки и дислокации в районе г. Канева — приурочены к одной вероятно тектонической линии.

По мнению А. П. Ромодановой, левобережье Днепра испытало в четвертичном периоде неравномерное поднятие, отразившееся «на мощности четвертичного покрова, изменении направления речных долин, образовании сети долинообразных понижений, разобщенных куполообразными участками водоразделов в бассейнах Сулы, Псла, Ворсклы, Орели и Самары» (Ромоданова, 1964, стр. 158). Разделяя это мнение, можно объяснить особенности развития рельефа Поднепровья. Поднятия области Днепровско-Донецкого прогиба обусловили отмеченное выше уменьшение дифференциации рельефа в постплиоцене на стыке его с зоной кристаллического массива. Подпор вод, создаваемый самой массой воды при слиянии рек Припяти, Днепра, Сожа, Десны и Сейма в области Припятского прогиба, усиливался поднятиями территории левобережья, расположенной ниже по течению Днепра. Тем самым тектоника была одной из причин образования на границе московского и микулинского веков припятского озерного бассейна. Длительное существование озера свидетельствует о незначительном оттоке озерной воды в микулинском веке. Тот же тектонический подпор затруднял течение левобережных притоков — Сулы, Псла, Ворсклы, Орели в нижних отрезках и вызывал бифуркацию русел. Остатки мертвых долин в их левобережьях отличаются небольшой, измеряемой единицами метров, глубиной. Это говорит о незначительной интенсивности поднятия левобережья. Очевидно локальное поднятие в какой-то степени гасилось общим погружением платформ в среднем плейстоцене. Свидетельством этого являются неглубокий врез рек и наложенный характер среднеплейстоценовой террасовой толщи. Последовательное наращивание террасовых толщ в среднем плейстоцене характерно для всей Русской платформы. Общим является и формирование обширных аллювиальных равнин, последующим врезом русла превращенных в террасы. Местные условия, в том числе локальные тектонические движения, определили характер отшлифовки поверхности террас.

Палеопотамологическая эволюция в позднеплейстоценовое время. В долине Днепра поверхность московской террасы подвергалась неглубоким размывам в послемосковское время, уничтожившим в долинных понижениях часть лёссовой толщи. В долине Волги московская терраса сохранила первоначальный плоский характер. В прибровочной ее части вытянут прирусловый вал, приподнятый на участках куполовидных поднятий. Центральная часть террасы не несет следов размыва, наоборот, на сниженных (ниже 50 м) участках происходила аккумуляция морских хвалынских отложений. В условиях продолжающегося погружения Заволжского прогиба в пределах хвалынского эстуария процессы денудации проявились лишь в формировании площадки и уступа вдоль бровки террасы, названных А. И. Москвитиным (1958) белоярской террасой, а Е. В. Шанцером (1939) — простой террасой размыва.

Московская терраса в долинах рек южного направления развита как в лесной, так и в степной зонах, как в области днепровского (и более раннего) оледенения, так и во внеледниковой зоне. В ледниковой области в строении ее принимает участие морена днепровского оледенения. В области, покрывавшейся льдами в московское время, данной террасы нет. В зоне московского оледенения наиболее высокой является московско-валдайская терраса, развитая к югу от границы валдайского оледенения.

Формирование московско-валдайского террасового комплекса. После таяния льда восстановилось течение рек в зоне бывшего московского ледника. Аллювий последнего межледниковья микулинского века участвует в строении поверхности террасы, более низкой, чем московская. Терраса описана в долине Волги Е. Н. Щукиной (1933) под названием II вюрмской, а в долине Днепра — М. М. Цапенко и Е. М. Мандер (1968) — под названием второй надпойменной и названа нами (1962a, 1973a) московско-валдайской. Для террасы характерно отсутствие тылового шва, небольшая, до 10 м, мощность аллювия, представленного хорошо сортированными тонкозернистыми песками и супесями с ленточным типом слоистости, местами замещаемого озерными отложениями. Терраса имеет выдержанную 25–28 м, реже 30 м высоту поверхности на Волге и наклонную поверхность в долине Днепра: от 22–25 м у г. Шклова до 15–16 м на участке Речица — Лоев.

Можно согласиться с предположением М. И. Лопатникова (1961), что III терраса Дона имеет микулинский возраст. Верхняя аллювиальная свита ее лежит без размыва и представлена мелкозернистыми, желто-бурыми тонкослоистыми песками (Хруцкий, 1972), сходными, на наш взгляд, с аллювием московско-валдайской террасы долины Верхней Волги.

· Отсутствие тылового шва террасы в зоне московского оледенения.

· Незначительная разница высот (не более 4–6 м) по сравнению с московской террасой за границей московского оледенения.

· Сходство аллювия с озерными отложениями и его незначительная мощность.

· Незначительная мощность свидетельствует о нисходящем развитии рельефа в период формирования террасы.

Через 200–300 км после выхода реки из зоны московского оледенения московско-валдайская терраса выклинивается. В долине Средней Волги выше Казани поверхность террасы сливается с уровнем озерно-лиманной аккумуляции хвалынского века (Обедиентова, 1964). В долине Днепра она выклинивается на широте г. Лоева, очевидно сливаясь с уровнем озерной аккумуляции Припятской низины. Строение озерных осадков — смена с севера на юг песка алевритами — свидетельствует о слабом оттоке вод (Цапенко и Мандер, 1968).

Итак, московско-валдайская терраса как в долине Волги, так и в долине Днепра создавалась в условиях подпора рек. Вне зависимости от природы подпора, создавался ли он ингрессировавшим в долину морем или слабо проточным озером, происходил аналогичный процесс формирования террасы в условиях нисходящего развития платформы. Выдержанность относительной высоты террасы в долине Волги связана, очевидно, с установленным Г. И. Поповым (1961) быстрым спадом уровня раннехвалынского моря от 45 м до 20 м. Уменьшение относительной высоты московско-валдайской террасы вниз по течению в долине Днепра связано с сравнительно медленным снижением уровня и последующим осушением Припятского межледникового озера. Таким образом, долина рек Волги и Днепра, привязанные к разным базисам эрозии, развивавшиеся в течение плейстоцена в сходных по колебаниям климата условиях, но испытавших оледенение разной интенсивности, обнаруживают сходство в наличии аналогично построенных террас высокого уровня.

Ниже Припятского озера на поверхности московской террасы Днепра распространены неглубокие плоскодонные безрусельные, в настоящее время ложбины, следы протока и блуждающих русел. Плоские днища ложбин лишены лёссового покрова и изобилуют заболоченными округлыми понижениями и мелководными озерами. Ложбины сопровождают также левобережья притоков Днепра — Орели, Ворсклы и др., нарушая плоскую поверхность московской террасы. Реликтовый характер таких безрусельных ложбин очевиден так же, как и послемосковский возраст. Выше устья Припяти и ниже порогов Днепра ложбины не развиты. Спокойные потоки, создавшие их, вынесли лёссовый покров и часть аллювия московского возраста. Днища ложбин являются как бы продолжением московско-валдайской террасы, развитой выше Припятского озерного бассейна. В лёссовой толще межложбинных пространств Т. А. Морозовой обнаружена погребенная почва микулинского возраста. Очевидно, моделировка, скульптурная обработка поверхности московской террасы Днепра, как и в долине Волги, продолжалась в микулинском (хвалынском) веке.

Сравнительный синтез террасообразования и геодинамики. В то время как в долине Волги в эрозионных понижениях, расчленявших московскую террасу, происходила аккумуляция лиманно-морских хвалынских отложений, по поверхности той же террасы в долине Днепра блуждали мелководные потоки, формирующиеся за счет спуска вод Припятского озера и левобережных притоков Днепра. Эродирующая деятельность их была столь незначительна, что в период углубления русла Днепра в начале нового эрозионного цикла устья их превратились в висячие понижения. Потоки, оторвавшись от базиса эрозии, превратились в ложбинообразные старицы или цепочки озер. По мере высыхания последних в понижениях происходило засоление почвы.

Реликтовые ложбины несколько нарушают плоскую поверхность московской террасы долины Днепра и отличают ее от одновозрастной террасы в долине Волги. Последняя отличается полной выравненностью поверхности, за исключением прибровочной части, осложненной прирусловыми валами и куполовидными вздутиями на месте растущих структур. Таким образом, в условиях погружения последней межледниковой эпохи происходила отшлифовка московской террасы путем слабой эрозии в долине Днепра, денудацией и лиманной аккумуляцией в долине Волги.

Общие закономерности развития долин двух крупнейших рек Русской равнины являются отражением общих геотектонических условий их формирования. Эти закономерности выразились в одинаковом чередовании врезов (ранний плейстоцен) и аккумуляции, приведшей к последовательному накоплению террасовых толщ в течение среднего плейстоцена (как показано на рис. 27). Различается лишь время окончания аккумуляции в низовьях рек: в долине Днепра накопление террасовой толщи закончилось отложением аллювия московского века (перигляциального по Г. И. Горецкому), в долине Волги аккумуляция продолжалась в начале позднего плейстоцена, в течение хвалынского века. В долине Днепра постель перигляциальных отложений залегает близко к меженному уровню воды, погружаясь ниже уровня моря в дельте Днепра. Более значительное погружение испытала та же терраса в нижнем течении Волги: московский аллювий в пределах Прикаспийской низменности почти полностью перекрыт морскими хвалынскими отложениями.

Рис. 27. Эрозиограмма нижних течений рек, по Г. И. Горецкому, 1970

Значительно большее погружение аллювиальных свит в долине Волги, обусловленное большой тектонической мобильностью Каспия, и значительные ингрессии моря в долину Волги Г. И. Горецкий считает основным различием строения долин Днепра и Волги. Главное сходство их — наложенный характер террасовых толщ. Общность строения террасовых толщ долин рек Русской равнины, имеющих наложенный характер и однотипный стратиграфический разрез, при всем разнообразии слагающих их фаций свидетельствует об их формировании в условиях общих для платформы колебательных движений земной коры.

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.