Корреляция новейших отложений и проблемы террасообразования Русской платформы

Пра-реки и возможности корреляции новейших отложений базируются на точных корреляционных сопоставлениях, основанных на определении возраста исследуемых геологических толщ. Сопоставление аккумулятивных уровней. В качестве важного дополнительного материала для синхронизации аккумулятивных поверхностей различного генезиса применяется корреляция аллювия с морскими и ледниковыми отложениями. Проблемы четвертичной корреляции. Несмотря на множество попыток, единая надежная схема корреляции четвертичных отложений Русской равнины до сих пор отсутствует по причине слабой изученности строения террасовых толщ. Нельзя считать окончательно установленными количество древних оледенений, положение бывшего края ледниковых массивов, а также выделение континентальных и морских фаций на юге и севере Русской равнины. Отсутствует и общепринятая схема корреляции морских каспийских и черноморских отложений.

• 1-й фактор: Геоморфологический анализ признается наиболее надежным методом корреляции аккумулятивных поверхностей разного генезиса на данном этапе изучения речных долин.
• 2-й фактор: В основу сопоставлений полагается геоморфологическое картирование долин крупных рек и прослеживание аллювиальных свит в их продольном профиле.
• 3-й фактор: Сложность строения террасовых толщ обусловливает фрагментарность предлагаемых корреляционных построений.

Критерии установления коррелятных аккумулятивных поверхностей основываются на комплексе ключевых геоморфологических и стратиграфических фактов. Характерные признаки долин. К надежным критериям относятся:

• Наличие узких раннечетвертичных русел, в которых погребен нижнечетвертичный аллювий;
• Смыкание наиболее широкоразвитых московских (третьих или четвертых) террас с зандрами московского оледенения;
• Погребение среднечетвертичного аллювия, участвующего в строении террас высокого комплекса, морскими отложениями бореального и хвалынского морей;
• Примыкание к краевым зандрам валдайского оледенения террас низкого уровня и их вложенный характер относительно более древних, в том числе морских бореальных и хвалынских поверхностей.

Надежность фактического материала. Перечисленные признаки характерны для долин всех крупных рек Русской равнины, однако степени изученности существенно различаются. Погребенные нижнечетвертичные свиты аллювия наиболее изучены в бассейнах Днепра и Волги благодаря буровым скважинам, карпологическим и палинологическим исследованиям, обобщенным в работах Г. И. Горецкого (1964, 1966, 1970). В бассейне Балтийского моря нижнечетвертичный аллювий сохранился плохо, а в долинах северной покатости его выделение затруднено из-за отсутствия строгого разграничения ледниковых, гляциоморских и морских фаций. После- и позднехвалынский возраст террас низкого комплекса Волги установлен так же надежно, как и послемикулинский (послебореальный) возраст террас Северной Двины и Печоры. В долине Волги связь террас высокого комплекса с зандрами прослеживается легче, чем в бассейнах Балтийского и Северного морей.

Специфика корреляционных построений в долине Волги обусловлена максимальным проявлением всех региональных критериев. Факторы четкой корреляции. Четкости сопоставления способствуют большая амплитуда тектонических движений в среднем и нижнем течении Волги, значительные колебания уровня Каспия (превосходящие изменения уровня Мирового океана) и секущие поперек долину границы оледенений. Высокая изученность долины Волги делает ее эталоном для проведения корреляции аккумулятивных поверхностей.

Корреляция террас и оледенений. Возраст террасовых поверхностей определяется временем формирования верхней аллювиальной свиты, что отражается в их наименовании и связи с ледниковыми или межледниковыми эпохами. Московская терраса наиболее четко выделяется по площади, зарождаясь среди краевых зандров московского оледенения. Выше устья Унжи коррелятной ей поверхностью является моренная равнина. В пределах московско-валдайской террасы Волги морена московского оледенения перекрыта аллювием последнего межледниковья. Ниже устья р. Большой Иргиз московская терраса частично перекрыта морскими хвалынскими отложениями (Обедиентова, 1957а; Обедиентова и Губонина, 1962), которые полностью закрывают её поверхность в Прикаспийской низменности (Горецкий, 1966).

Сопоставление трансгрессивных фаз. Аккумулятивная поверхность московского времени прослеживается по всей Волге: в виде террасы между устьями Унжи и Еруслана, моренной равнины выше по течению и погребенной свиты аллювия — в нижнем течении. Положение на московской аккумулятивной равнине морских хвалынских отложений и аллювия московско-валдайского (микулинского) межледниковья позволяет сопоставлять время раннехвалынской трансгрессии Каспия с последним межледниковьем, к которому относится и распространение бореальной трансгрессии на севере. Это намечает корреляцию двух величайших четвертичных трансгрессий на Русской равнине. Террасы низкого комплекса долин Волги, Северной Двины и Печоры, врезанные в морскую поверхность, сформированы в позднем плейстоцене и голоцене и привязаны к береговым линиям поздне- и послехвалынских уровней Каспия (Обедиентова, 1973а).

Стратиграфические соотношения аллювиальных свит и каспийских уровней сведены в единую корреляционную схему, отражающую эволюцию речного бассейна Волги и Каспийского моря.

Эталонные свиты корреляции. Перечисленные аллювиальные свиты выступают эталонами для стратиграфии. Прослеживание связи аллювиальной свиты твердо установленного возраста с морскими отложениями Черноморского бассейна путем сравнения с одновозрастной свитой долины Волги позволяет уточнить корреляцию черноморских и каспийских отложений. При условии фактического обоснования эта таблица служит основой для сопоставления террас с морскими и ледниковыми уровнями всей Русской равнины.

Механизм и физико-географическая природа террасообразования кроются в естественных свойствах водного потока: террасы представляют собой непосредственное произведение реки. Критика тектонического детерминизма. Выражение «тектоническая терраса» не может быть принято для объяснения генезиса террас. Локальные тектонические движения создают сбросы, флексуры, купола и мульды, но не создают террасы. Тектоника лишь оказывает воздействие, выражающееся в поднятии аллювиальных равнин или их углублении, однако сами равнины предварительно создаются рекой. Талые ледниковые воды, попадая в долину, подчиняются общему русловому процессу и лишь косвенно содействуют накоплению аллювия.

Роль русловых процессов и половодий. Врезание русла в ходе нормального процесса приводит к образованию микроуступов в пойменной поверхности, которые эфемерны. Устойчивое в течение нескольких лет снижение уровня подъема воды формирует поймы различного уровня (низкую, затапливаемую ежегодно, и высокую, затапливаемую редко), что обусловлено колебанием высоты половодий, а не тектоническими циклами врезания. Поймы крупных рек имеют значительное количество уровней, не подчиненных тектоническому режиму. Превращение поймы в незаливаемую террасу — естественный процесс развития долины: общее или локальное углубление русла сокращает затопляемую площадь, а фиксация возникшего уровня зависит от направления движений земной коры.

• 1-я гипотеза: П. С. Макеев (1941) полагал, что все наблюдаемые террасы образуются в результате углубления русел.
• 2-я гипотеза: Н. И. Маккавеев (1955) связывал появление неподвижных участков поймы, становящихся надпойменными террасами, с убыванием амплитуды блуждания русла в озеровидных расширениях.
• 3-я гипотеза: Экспериментальные исследования (Маккавеев, Капица, Хмелева, 1955; Маккавеев, Хмелева и др., 1961) доказали, что выход участков поймы из зоны воздействия реки является неотъемлемым свойством самого речного потока вследствие его неравномерности и ступенчатости продольного профиля.

Концепция С. С. Воскресенского. Изменения уклона реки, миграция плесов и перекатов, колебания водности и высоты паводков формируют пойменную поверхность. С. С. Воскресенский (1960, стр. 141) объясняет превращение поймы в террасу наращиванием её высоты путем накопления аллювия, в результате чего паводковые воды, не достигая поверхности, углубляют русло. По его мнению, «террасы есть прежде всего результат деятельности реки по углублению своей долины, в ходе которого и без изменений, вносимых тектоникой и климатом, неизбежно чередуются этапы врезания и этапы приостановки последнего».

Соотношение тектонических движений и аккумуляции аллювия показывает, что углубление русла возможно либо в условиях поднятия, либо при погружении, если интенсивность естественного вреза превышает скорость опускания. Геоструктурные различия. В условиях непрерывного поднятия Восточно-Сибирского плоскогорья в плейстоцене сформировалась террасовая лестница (вложенные террасы). На Русской платформе направление движений менялось: в условиях погружения в среднем плейстоцене сформировалась мощная осадочная толща, в разрезе которой с уменьшением возраста отложения занимают наиболее высокое положение.

• Тектонические поднятия лишь фиксируют уступ от поймы к руслу и увеличивают высоту уже созданных террас.
• При погружении территории накопление аллювия происходит и на пойме, и в русле, вызывая распластывание паводковых вод и расширение долины без боковой эрозии (так возросла ширина долин в среднем плейстоцене).
• Прекращение накопления аллювия приводит к фиксации его поверхности, а последующее врезание создает цикловый уступ, сформированный в условиях поднятия.

Роль эндогенного фактора. Тектонические движения не создают террасы напрямую, но служат катализатором и ускорителем врезания реки, определяя накопление или вынос аллювиальных масс, положение палеорусел и высоту уступов (см. рис. 23). Направленность движений задает тип террас: погружение ведет к формированию наложенных террас, а поднятие — к сокращению аккумуляции и созданию серии врезанных, вложенных террас.

Опровержение упрощенных формул. Анализ строения долин Волги и других рек Русской равнины не подтвердил упрощенную формулу «врез + аккумуляция = террасы». Низкие террасы образуются при врезании реки в ходе естественного руслового процесса. При нисходящем развитии, когда погружение превышает врез, аккумуляция переносится на более высокий гипсометрический уровень, а низкие террасы становятся погребенными.

Палеогидрографический анализ как фундаментальная основа стратиграфии доказывает, что происхождение речных террас является ключевой проблемой геоморфологии, без решения которой невозможна правильная оценка формирования рельефа и накопления континентальных осадочных толщ платформы. Простой счет террас и определение их места в поперечном профиле долины не способны решить задачи палеогеографического или стратиграфического характера — без установления генезиса террас их счет теряет смысл. Исторический палеогеоморфологический и палеогидрографический подход служит единственным залогом корректного расчленения четвертичного аллювия и реконструкции геологической истории платформенных территорий.

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.