Главный водораздел Русской равнины: эволюция и гидрография

Морфоструктура и геологическая история Главного водораздела. Главный водораздел Русской равнины представляет собой дугообразную линию, обращенную выпуклостью к северо-западу. Внутренняя часть дуги вмещает реки бассейна Верхней Волги, принадлежащие бассейну Каспийского моря. К северу, западу и югу от водораздельной линии реки несут свои воды в моря, связанные с Мировым океаном (как проиллюстрировано на рис. 32).

В течение геологического развития Русской платформы положение водораздельной линии менялось. Смещение водораздела осуществлялось в пределах относительно небольшой полосы, измеряемой сотнями километров. Устойчивость направления стока с западного крыла Московской синеклизы к востоку позволяет назвать Волго-Балтийскую часть современного Главного водораздела наиболее древней. Заложение водораздельной полосы относится к карбону. Современная водораздельная линия сложилась лишь в позднем плейстоцене, когда за счет спуска озер, возникших на месте истоков реки западного направления, Волга переместила исток от Вышневолоцкой гряды в центральную часть Валдайской возвышенности.

Рис. 32. Главный водораздел Русской равнины (1 — современный; 2 — раннечетвертичный; 3 — раннемезозойский (предкелловейский); 4 — раннекарбоновый (ранневизейский); 5 — раннедевонский (доживетский))

Эволюция южного и восточного крыла Московской синеклизы. На южном крыле Московской синеклизы в течение палеозоя формировался заложенный движениями раннего девона широтный водораздел, располагавшийся в предкелловейском континенте на широте Москвы. В то время он был частью главного водораздела между реками северо-восточного, юго-восточного и юго-западного направлений. С тех пор произошло смещение этого участка водораздела к югу, а со времени образования Оки и включения рек, дренирующих Московскую синеклизу в бассейн Каспийского моря, он стал водоразделом между реками южного (Днепр и Дон) и юго-восточного (Волга) направлений. На месте водораздельной полосы предкелловейского континента реки — Клязьма и Ока — потекли в восточном направлении.

Время заложения Оки определяется отсутствием параллельного ей плиоценового русла и наличием в тальвеге долины нижнеплейстоценовой (венедской) свиты аллювия. Этому предшествовала перестройка структурного плана. Толчком к перераспределению стока были, вероятно, восходящие движения в области Тульского и Калужского поднятий. Одним из факторов возникновения стока восточного направления вдоль южного крыла Московской синеклизы было погружение Горьковско-Марийской низины и относительно более интенсивный врез рек бассейна Волги. Каспий, как бы стремясь компенсировать потерю крупных притоков, дренировавших в неогене Днепровско-Донецкую впадину и Рязано-Саратовский прогиб, усилил свое влияние в центральных частях Русской равнины.

Перехвату Окой верховий Палео-Дона способствовали процессы, связанные с раннечетвертичными оледенениями. Весьма возможно, что Иван-озеро, в котловине которого берут начало современный Дон и один из истоков реки Шать, входящей в бассейн Оки, является одним из остаточных озер лихвинского межледниковья. Сравнительно молодая энергично врезающаяся Ока стягивала к себе воды не только из бассейнов Верхней Волги и Дона, но и Днепра. С. М. Шиком (1960, 1961) установлены перехваты реками бассейна Оки древних притоков Десны.

Таким образом, если западный участок Главного водораздела с момента обособления в карбоне Балтийской и Московской синеклиз всегда разделял сток восточного и западного направлений, то не только гидрографическая сеть, но и направление стока на южном крыле Московской синеклизы не были столь устойчивыми.

Формирование северного сектора водораздела и озерные стадии. Устойчивый, центростремительный характер от крыльев к осевой зоне Московской синеклизы имел сток в течение палеозоя и мезозоя. Особенно неустойчивы береговые линии морей были в мезозое. Однако в регрессивные фазы реки восстанавливали, очевидно, прежнее направление течения, следуя по прогибам, заложенным до трансгрессии. Об этом свидетельствует унаследованность с триаса современного направления стока в осевой зоне синеклизы. В течение кайнозоя произошло перераспределение стока в восточной части Московской синеклизы: произошло усиление стока южного направления за счет уменьшения северного, наметившееся еще в конце мезозоя. Позднемеловое море было последним в зоне Московской синеклизы; с этого времени вся территория ее перешла на континентальный путь развития. Поднятия в позднем мелу в области Северных Увалов наметили положение северного водораздела. Область «порога» кристаллического фундамента, возможно, служила местом водораздела временами и в докайнозойское время. Сейчас от него на север следует Сев. Двина и Мезень. Верхняя Волга через Казанскую седловину соединилась с рекой, дренировавшей Волжский прогиб.

История образования озерно-речной сети Северных Увалов. Формирование северного водораздела, как и южного, носило длительный и сложный характер. Так, в олигоцене и начале миоцена в приводораздельной зоне существовали озера (Блом, 1960). Однако наметившееся в мезозое формирование обращенной морфоструктуры, соответствующей современной Горьковско-Марийской низине, способствовало тому, что не позже среднего плиоцена Верхняя Волга присоединилась к Средней. Сравнительно небольшая (230–240 м) высота Северных Увалов может быть является следствием незавершенного еще поднятия этой относительно молодой водораздельной области. Поднятие ее носило неравномерный характер: в результате перекоса восточная половина северной водораздельной области оказалась более приподнятой. В пределах Северных Увалов преобладают высоты 200–240 м, на водоразделе рек Костромы и Сухоны они едва достигают 150 м. Более высокая восточная часть, по-видимому, раньше приобрела водораздельное значение.

Существовавшие в бассейне Унжи в олигоцене — миоцене озера играли роль распределителей стока двух направлений. Позже, в плиоцене и начале плейстоцена, когда на Камско-Вычегодском водоразделе существовал расчлененный рельеф, в западной части приводораздельной полосы преобладал еще озерный режим, сохранившийся частично до настоящего времени. Переуглубление, соответствующее Кубено-Сухонской впадине, выполнено плиоцено-плейстоценовыми озерными отложениями. Кубено-Сухонская впадина, вытянутая на 100 км, достигает 20–45 км ширины. На месте плиоцен-древнечетвертичного озерного бассейна в пределах впадины в условиях межледниковий вновь возникали озера в плейстоцене. Между окской и днепровской, а также между днепровской и московской моренами вскрываются озерные отложения мощностью до 12–16 м. В период таяния московского ледника уровень озерного водоема достигал 145–150 м абс. высоты. Спуск межледникового озера осуществлялся вдоль Сухоны (Ауслендер и Гей, 1967). Приледниковое озеро валдайской эпохи в Кубено-Сухонской впадине имело уровень 125 м, сток из него происходил в прежнем сухонском направлении.

Палеогидрографические реконструкции прикраевых зон. Аналогичные сведения о древнем заложении озерных впадин Архангельской области приводит Э. И. Девятова (1967), считая, что озера приурочены к зонам размыва, соответствующим отрицательным структурам, возникшим вместе с заливами Белого моря в миоцене. Считая верхний плиоцен временем выравнивания рельефа, автор относит переуглубление долин к четвертичному времени. По этим понижениям в валдайскую эпоху заходили льды, а на месте ледниковых лопастей возникали озерные водоемы. Из приледникового бассейна, расположенного в валдайское время в верховьях Сев. Двины и по Вычегде, имеющего уровень 140 м, отток вод осуществлялся в южном направлении через систему Кокшеньги — Сухоны — Костромы в бассейн Волги.

Вопрос о направлении стока из приледниковых и межледниковых озер является второстепенным. Важно отметить роль озер в переформировании стока в наиболее западной части Северного участка Главного водораздела на последних стадиях их существования: поверхность Сухоно-Костромского водораздела слагают озерные осадки, а река Сухона проложила путь в центральной части спущенного в послевалдайское время озера.

Очевидно такую же распределительную роль в перестройке речной сети играло Кубено-Сухонское озеро в плиоцене и доокское время плейстоцена. Может быть, поднятия, отразившиеся в строении котловины Галичского озера в послемикулинское время (Евсеенков и др., 1967), имели значительный региональный и возрастной диапазон. Костромской прогиб испытывал погружение в течение всего плейстоцена. Севернее замыкания прогиба в плейстоцене существовал барьер, препятствующий стоку из Костромской низины в Кубено-Сухонскую.

Сухоно-Костромской участок Главного водораздела испытал значительное смещение. Водораздельная линия, располагавшаяся в плиоцене севернее Кубенского озера, к началу плейстоцена сместилась на юг до широты Галичского озера (Лобачев, 1965). В позднем плейстоцене водораздел вновь приблизился к Кубено-Сухонской впадине, а западнее последней, в районе Белого озера, резко выдвинулся к северу, приближаясь к испытывающему подъем юго-восточному краю Балтийского щита. Этому способствовали межледниковые озера Кубено-Сухонской впадины.

В микулинское время большая часть северного участка Главного водораздела вновь пережила озерную стадию развития. Наряду с геологической летописью, об этом свидетельствует весьма сложный гидрографический план Северных Увалов. Кулисообразное расположение истоков рек разного направления и коленообразные изгибы рек в верхнем течении говорят о заложении рек в озерах.

Реки Кама, Вятка, Ветлуга и Унжа текут в верховье в северном направлении, затем резко изменяют его на южное. Противоположно направленные меридиональные участки рек соединены ложбинами стока и озерными понижениями, которыми воспользовались субширотные отрезки рек. Очевидно, Главный водораздел на этом участке в домосковское время располагался южнее, что находит подтверждение в наличии на Камско-Вычегодском водоразделе в районе озера Чусовского погребенных раннечетвертичных русел, имеющих уклон в северном направлении (Рябков, 1967), и отсутствии выполненного венедской свитой аллювия русла Пра-Камы между пос. Усолье (устье Яйвы) и устьем р. Чусовой (Горецкий, 1964). В долине Камы выше устья р. Чусовой, по Г. И. Горецкому, нет IV (самой высокой) террасы, широко развитой ниже по течению и в долине р. Чусовой. Это позволяет предположить, что в раннем плейстоцене истоком Камы была р. Чусовая, а выше современного устья последней был Камско-Вычегодский водораздел.

Озерным понижением в верховьях Камы воспользовались современные реки Северная и Южная Кельтмы, текущие в сквозной долине в противоположные стороны (Кириллов, 1939). Видимо верхний, меридиональный и северо-восточный отрезки Камы до образования озера были притоками Вычегды. Приток Камы, дренировавший озеро во время спада воды в последнем, перехватил истоки современной Камы и включил их в бассейн Волги. Ниже устья Кельтмы Кама течет в южном направлении.

Сквозная Кельтмская долина является, по мнению Е. М. Тимофеева (1970), озерной террасой, протянувшейся от истока Вычегды и с. Троицко-Печорска на севере до устья Вишеры на юге. Существование озера на Камско-Печорско-Вычегодском водоразделе автор на основании палеонтологических и археологических данных относит к позднему плейстоцену, к хвалынской трансгрессии. По мнению Е. М. Тимофеева, остатки верхнепалеолитических стоянок в зоне выклинивания озерных отложений свидетельствуют о том, что в период существования озера не могло быть ледников на Северном и Полярном Урале. Это утверждение согласуется с выводом, о том что максимальное развитие хвалынской трасгрессии относится к микулинскому веку, т. е. к теплому климатическому периоду (Обедиентова, 1964).

Весьма вероятно, что приводораздельные озера возникли в период таяния московского ледника. Но и в этом случае первоначальное их заложение не могло быть вызвано подпором со стороны Камы. Подпор с севера — возможен, хотя размеры оледенения на северо-востоке нельзя считать установленными. Значительная, от 5–8 до 15–20 м, мощность озерных отложений говорит о длительности существования озера. Вытянутость и наличие четковидных расширений озерной равнины в приустьевых участках притоков Камы, Печоры и Вычегды свидетельствует о возникновении озерной ванны в пределах речных долин. Очевидно верховья рек были зарегулированы озерами. Существование озер поддерживали те же нисходящие условия тектонического режима платформы, которые обусловили бореальную трансгрессию. О сниженном характере Северных Увалов в среднем плейстоцене свидетельствуют широко развитые здесь зандры московского оледенения.

Конец озерной стадии развития вновь наступил раньше в восточной, наиболее поднятой части. Спуск озер произошел здесь в довалдайское время (Тимофеев, 1970). Наиболее поздно были спущены озера в западной части. Кубено-Сухонское озеро постепенно сокращалось, уровень его, достигавший в микулинское время 150 м, снизился до 125 м в валдайскую эпоху. Сокращение озера должно быть продолжалось в течение голоцена, остатком его является современное Кубенское озеро. Здесь, в западной части северного участка Главного водораздела продолжается озерная стадия развития. Река Онега дренирует озера Воже и Лача, р. Сухона вытекает из Кубенского озера и обе несут свои воды в Белое море. Белое озеро дренируется р. Шексной, входящей в бассейн Волги. Через озера протекают реки Ковжа и Кема, впадающие в Белое озеро. Сток из Онежского озера имеет древнее, западное направление. Формирование водораздельной возвышенности, начавшееся на границе мезозоя и кайнозоя, нельзя считать законченным.

Морфогенез и неотектоника Средневолжского бассейна. Пра-долина Верхней Волги то совпадает с современной рекой, то следует вдоль правого берега, то далеко отклоняется в левобережье.

В пределах испытывающей унаследованное с неогена инверсионное поднятие Приволжской возвышенности продолжали развитие реки, заложенные в плиоцене. Современные реки Сура и Терешка почти совпадают в плане с плиоценовыми долинами. Более значительное смещение в плане испытала Волга в зоне Заволжского прогиба. При возобновлении стока в раннем плейстоцене Средняя Волга проложила русло значительно западнее (на 80–100 км) плиоценового. При этом она уничтожила и перехватила ряд правобережных речек, отрезала нижнее течение Терешки и Терсы, приблизилась к Свияге, но это не нарушило гидрографический план Приволжской возвышенности. Реки древнего заложения — Б. Черемшан и Б. Иргиз продвигались на запад вслед за Волгой, наращивая приустьевую часть. Реки Сок и Кондурчей, Самара и Кинель сохранили длину с плиоцена, так как устья их расположены возле Жигулевских ворот, где Волга сохранила стабильное положение. В плейстоцене возникли реки Бездна, Майна, Чагра, М. Иргиз, Караман, Еруслан.

Волга, подмывая склон Приволжской возвышенности, уничтожила бывшую реку Киндяковку, впадающую в плиоцене и раннем плейстоцене в Свиягу (Дедков, Кузнецова, 1961), перехватила Камышлинку, впадавшую раньше в Иловлю (Мазарович, 1927). В. А. Николаев (1953) на основании изучения аллювия, сохранившегося на водоразделе, относит данный перехват к раннему плейстоцену. К этому же времени, очевидно, относится перехват Балыклейки. Отрицает перехваты С. К. Горелов (1956), считающий, что все реки, дренировавшие среднюю (денудационную) поверхность Приволжской возвышенности, текли на восток, в сторону акчагыльского залива. Послеакчагыльское погружение южного окончания Доно-Медведицкого вала, по мнению С. К. Горелова, обусловило возникновение меридионально направленных рек Приволжской возвышенности — Терешки, Балыклейки, Карамыша и Иловли. С этим нельзя согласиться. Известно, что Терешка имеет доакчагыльское заложение, о чем свидетельствует сопровождающее ее плиоценовое погребенное русло. Реки Приволжской возвышенности, возникая вслед за осушением ее территории, благодаря инверсионному характеру поднятия приобрели меридиональное северное и южное направление еще в момент их заложения в неогене. Имевшие место перехваты привели к образованию коленообразных изгибов в низовьях рек Камышлинки и Балыклейки. Перехваты были обусловлены боковым смещением Волги в плане при низком относительно Дона ее уровне. В целом же рисунок речной сети Приволжской возвышенности сохранился с плиоцена. Волга со своими крупнейшими притоками Окой и Камой существовала уже к началу четвертичного периода. Более поздние четвертичные изменения гидрографического плана не оказали влияния на общее направление стока в бассейне Волги.

В свете изложенного выше о раннечетвертичном стоке, мы не можем вернуться к представлениям Г. Ф. Мирчинка (1935), согласно которым сток из бассейна Верхней Волги в довюрмское время происходил через Нерль Волжскую и Нерль Клязьминскую в бассейн Дона. Согласно этой гипотезе у Казани был водораздел Камы и Дона. Притоками Дона были Унжа и Нижняя Ока, текшая в обратном направлении. В обратном направлении протекал на месте современной Волги от Плеса к Костроме один из притоков Пра-Нерли.

Отсутствие в плиоцен-четвертичное время водораздела в районе г. Казани было доказано работами Е. И. Тихвинской (1939) и Л. Д. Шорыгиной (1948), установившими здесь плиоценовое русло Волги. Б. В. Селивановский (1951) обосновал существование самой высокой (днепровской, — Г. О.) террасы Волги выше г. Казани. А. И. Спиридонов (1957) и М. И. Лопатников (1961) доказали древность Окско-Воронежского (Донского) водораздела. В то же время установлено, что Ока существовала уже в доокское время (Асеев, 1959; Горецкий, 1966). Раннечетвертичное русло, прослеженное в долине Верхней и Средней Волги, является прямым доказательством наличия стока в раннечетвертичное время.

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.